JP2014154581A - Heating method, piezoelectric film and method of manufacturing piezoelectric element, droplet discharge head, droplet discharge device, light irradiation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating method of a film capable of facilitating energy control of irradiation light.SOLUTION: A heating method includes a step for forming a heated layer, i.e., an amorphous PZT film 14, on one side of a light absorption layer, i.e., a platinum film 13, and a step for heating the light absorption layer 13 by irradiating the light absorption layer 13 with laser light 71x of continuous oscillation from the other side, i.e., the reverse side of one side thereof. Heat of the platinum film 13 is transmitted (diffused) to the amorphous PZT film 14 formed on one side of the platinum film 13, and the amorphous PZT film 14 is heated locally from the platinum film 13 side. Film quality of the amorphous PZT film 14 is changed (crystallized) at the heated part, and becomes a crystalline PZT 15.

Description

本発明は、膜等の加熱方法、圧電膜及び圧電素子の製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び光照射装置に関する。   The present invention relates to a method for heating a film or the like, a method for manufacturing a piezoelectric film and a piezoelectric element, a droplet discharge head, a droplet discharge device, and a light irradiation device.

従来、電気炉やＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）装置等を用いて、基板上に形成した膜を一定時間、一定温度以上に加熱する処理が行われている。このような加熱処理においては、膜だけではなく、基板全体も加熱される。   Conventionally, a process of heating a film formed on a substrate to a certain temperature or more for a certain period of time using an electric furnace, an RTA (Rapid Thermal Annealing) apparatus, or the like has been performed. In such heat treatment, not only the film but also the entire substrate is heated.

しかしながら、基板全体が加熱される場合には、耐熱性の基板を用いる等の制約が生じる。又、基板上に他の構造や素子等を有する場合には、加熱処理が不要な他の部材（他の構造や素子等）まで加熱され、熱的なダメージや熱応力による寸法精度のずれ等が生じ、性能を著しく低下させるおそれがある。   However, when the entire substrate is heated, there are restrictions such as using a heat-resistant substrate. In addition, when other structures and elements are provided on the substrate, other members that do not require heat treatment (other structures and elements) are heated, and dimensional accuracy shifts due to thermal damage or thermal stress. May occur and the performance may be significantly reduced.

ところで、シリコンを用いたデバイスについて、例えば、太陽電池の多結晶シリコン膜の形成や、パワーデバイス中のイオン注入層における不純物の活性化等に、レーザ照射による加熱処理が行われている。レーザ照射による加熱処理の目的は、加熱対象物に直接レーザ光を照射してエネルギーを吸収させ、加熱対象物を一度溶融して再結晶化することである。   By the way, about the device using silicon, the heat processing by laser irradiation etc. are performed for the formation of the polycrystalline-silicon film | membrane of a solar cell, the activation of the impurity in the ion implantation layer in a power device, etc., for example. The purpose of the heat treatment by laser irradiation is to directly irradiate the object to be heated with laser light to absorb energy, and once melt and recrystallize the object to be heated.

酸化物圧電膜（例えば、ＰＺＴ膜）の製造工程においても、レーザ照射による加熱処理が行われている例がある。例えば、スパッタリング法で形成したアモルファス状のＰＺＴ膜に、ＫｒＦエキシマパルスレーザを照射することにより、結晶化させることが例示されている（例えば、非特許文献１参照）。   There is an example in which heat treatment by laser irradiation is performed also in a manufacturing process of an oxide piezoelectric film (for example, a PZT film). For example, it is exemplified that an amorphous PZT film formed by sputtering is crystallized by irradiating a KrF excimer pulse laser (for example, see Non-Patent Document 1).

又、白金電極とチタン層を有する石英基板上にゾルゲル法で形成したＰＺＴ膜を３５０℃で熱処理する。そして、その後、表面側（ＰＺＴ膜が形成されている側）から波長５３２ｎｍの連続波グリーンレーザを照射し、白金電極の加熱によりＰＺＴ膜を結晶化させることが例示されている（例えば、非特許文献２参照）。   In addition, a PZT film formed by a sol-gel method on a quartz substrate having a platinum electrode and a titanium layer is heat-treated at 350 ° C. Then, it is exemplified that a continuous wave green laser with a wavelength of 532 nm is irradiated from the surface side (side on which the PZT film is formed), and the PZT film is crystallized by heating the platinum electrode (for example, non-patent). Reference 2).

しかしながら、非特許文献１に記載の方法では、ＫｒＦエキシマレーザでＰＺＴ膜を加熱処理する場合、レーザ光は殆どＰＺＴ膜の表面に吸収され、表面で生じた熱の拡散により周辺のＰＺＴ膜を結晶化させる。そのため、表面温度が高いと、蒸発しやすいＰｂがＰＺＴ膜から離脱し、形成したＰＺＴ結晶膜に組成ずれが生じる。   However, in the method described in Non-Patent Document 1, when a PZT film is heat-treated with a KrF excimer laser, most of the laser light is absorbed by the surface of the PZT film, and the surrounding PZT film is crystallized by diffusion of heat generated on the surface. Make it. For this reason, when the surface temperature is high, Pb which is easily evaporated is detached from the PZT film, resulting in a composition shift in the formed PZT crystal film.

又、非特許文献２に記載の方法では、ＰＺＴ膜の厚さが変わるとＰＺＴ膜の反射率が変わるため、白金電極表面に当たるレーザ光のエネルギーも変わる。そのため、特に、多層構造又は所定の表面形状を有する（膜厚が一定でない）ＰＺＴ膜において、表面及び界面の何れか一方又は双方の影響により、白金電極表面に到達するレーザ光のエネルギー制御が困難である。   In the method described in Non-Patent Document 2, when the thickness of the PZT film changes, the reflectivity of the PZT film changes, so that the energy of the laser light that strikes the platinum electrode surface also changes. Therefore, in particular, in a PZT film having a multilayer structure or a predetermined surface shape (thickness is not constant), it is difficult to control the energy of laser light reaching the platinum electrode surface due to the influence of one or both of the surface and the interface. It is.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、照射光のエネルギー制御が容易な膜の加熱方法等を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a film heating method and the like in which the energy control of irradiation light is easy.

本加熱方法は、光吸収層の一方の側に被加熱層を形成する工程と、前記光吸収層の一方の側の反対側である他方の側から前記光吸収層に光を照射して前記光吸収層を加熱する工程と、を有することを要件とする。   The heating method includes a step of forming a heated layer on one side of the light absorption layer, and irradiating the light absorption layer with light from the other side, which is the opposite side of the one side of the light absorption layer. And a step of heating the light absorption layer.

開示の技術によれば、照射光のエネルギー制御が容易な膜の加熱方法等を提供できる。   According to the disclosed technique, it is possible to provide a film heating method and the like in which energy control of irradiation light is easy.

第１の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the heating method which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the heating method which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the heating method which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the heating method which concerns on 4th Embodiment. 第５の実施の形態に係る圧電素子の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the piezoelectric element which concerns on 5th Embodiment. 第６の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する断面図（その１）である。FIG. 10 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a droplet discharge head according to a sixth embodiment; 第６の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する断面図（その２）である。FIG. 10 is a cross-sectional view (part 2) illustrating a droplet discharge head according to a sixth embodiment; 第６の実施の形態に係る薄膜製造装置を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates the thin film manufacturing apparatus concerning a 6th embodiment. 第６の実施の形態に係る圧電膜の製造方法を例示する図（その１）である。It is FIG. (The 1) which illustrates the manufacturing method of the piezoelectric film which concerns on 6th Embodiment. 第６の実施の形態に係る圧電膜の製造方法を例示する図（その２）である。It is FIG. (The 2) which illustrates the manufacturing method of the piezoelectric film which concerns on 6th Embodiment. 比較例に係る圧電膜の製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the piezoelectric film which concerns on a comparative example. インクジェット記録装置を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates an inkjet recording device. インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。It is a side view which illustrates the mechanism part of an inkjet recording device.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

〈第１の実施の形態〉
第１の実施の形態では、光吸収層である白金膜（Ｐｔ膜）上に積層した被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜（非晶質ＰＺＴ膜）を結晶化させる加熱方法について説明する。なお、ＰＺＴとはジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）の固溶体であり、ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の比率によって、ＰＺＴの特性が異なる。例えば、ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３、Ｔｉ０．４７）Ｏ３、一般にはＰＺＴ（５３／４７）と示されるＰＺＴ等を使用することができる。 <First Embodiment>
In the first embodiment, a heating method for crystallizing an amorphous PZT film (amorphous PZT film) as a heated layer laminated on a platinum film (Pt film) as a light absorption layer will be described. PZT is a solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ), and the characteristics of PZT differ depending on the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 . For example, the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 is 53:47, and the chemical formula indicates Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 , PZT generally indicated as PZT (53/47), etc. Can be used.

図１は、第１の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。まず、図１（ａ）に示す工程では、光吸収層である白金膜１３を準備する。白金膜１３の膜厚は、照射されるレーザ光を吸収するのに十分な厚さであればよく、例えば、１００ｎｍ程度とすることができる。   FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the heating method according to the first embodiment. First, in the process shown in FIG. 1A, a platinum film 13 which is a light absorption layer is prepared. The film thickness of the platinum film 13 only needs to be sufficient to absorb the irradiated laser beam, and can be about 100 nm, for example.

次に、図１（ｂ）に示す工程では、光吸収層である白金膜１３の一方の側に被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する。アモルファスＰＺＴ膜１４は、例えば、スパッタリング法やＣＳＤ（Chemical Solution Deposition）法等を用いて、白金膜１３の一方の側に形成できる。なお、本実施の形態では、アモルファスＰＺＴ膜１４は、光吸収層である白金膜１３の一方の側に直接形成されている。アモルファスＰＺＴ膜１４の膜厚は、例えば、６０ｎｍ程度とすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 1B, an amorphous PZT film 14 that is a heated layer is formed on one side of the platinum film 13 that is a light absorption layer. The amorphous PZT film 14 can be formed on one side of the platinum film 13 by using, for example, a sputtering method or a CSD (Chemical Solution Deposition) method. In the present embodiment, the amorphous PZT film 14 is formed directly on one side of the platinum film 13 that is a light absorption layer. The film thickness of the amorphous PZT film 14 can be about 60 nm, for example.

ＣＳＤ法によりアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する場合には、まず、例えば、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物を出発材料に使用し、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させて均一溶媒を作製する。この均一溶媒をＰＺＴ前駆体溶液と称する。ＰＺＴ前駆体溶液の複合酸化物固体分濃度は、例えば、０．１〜０．７モル／リットルとすることができる。なお、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物の混合量は、所望のＰＺＴの組成（ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の比率）に応じて、当業者が適宜選択できるものである。例えば、前述のＰＺＴ（５３／４７）を用いることができる。 When forming the amorphous PZT film 14 by the CSD method, first, for example, lead acetate, a zirconium alkoxide compound, and a titanium alkoxide compound are used as starting materials, and dissolved in methoxyethanol as a common solvent to prepare a uniform solvent. This homogeneous solvent is referred to as a PZT precursor solution. The composite oxide solid content concentration of the PZT precursor solution can be set to 0.1 to 0.7 mol / liter, for example. The mixing amount of lead acetate, zirconium alkoxide compound, and titanium alkoxide compound can be appropriately selected by those skilled in the art according to the desired composition of PZT (ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 ). For example, the aforementioned PZT (53/47) can be used.

次に、例えば、スピンコート法等により、白金膜１３の一方の側にＰＺＴ前駆体溶液を塗布して塗布膜を形成する。そして、塗布膜を例えば１２０℃程度のホットプレートで１分間程度熱処理した後、１８０℃〜５００℃程度のホットプレートで１〜１０分間程度熱処理することにより、白金膜１３の一方の側にアモルファスＰＺＴ膜１４が形成される。   Next, a PZT precursor solution is applied to one side of the platinum film 13 by, for example, a spin coating method to form a coating film. Then, the coating film is heat-treated for about 1 minute on a hot plate at about 120 ° C., for example, and then heat-treated on a hot plate at about 180 ° C. to 500 ° C. for about 1 to 10 minutes, whereby amorphous PZT is formed on one side of the platinum film 13. A film 14 is formed.

次に、図１（ｃ）に示す工程では、白金膜１３の一方の側の反対側である他方の側（アモルファスＰＺＴ膜１４が形成されていない側）から光吸収層である白金膜１３に、例えば連続発振のレーザ光７１ｘを局部的に照射する。   Next, in the step shown in FIG. 1C, the platinum film 13 that is a light absorption layer is formed from the other side (the side on which the amorphous PZT film 14 is not formed) that is opposite to the one side of the platinum film 13. For example, a continuous wave laser beam 71x is locally irradiated.

レーザ光７１ｘの波長は、光吸収層である白金膜１３に吸収されやすい波長を適宜選択できるが、本実施の形態では、波長９８０ｎｍ付近とする。なお、レーザ光７１ｘのスポット形状は、例えば、略長方形とすることができる。又、その場合の略長方形の大きさは、例えば、０．３５ｍｍ×１ｍｍ程度とすることができる。   As the wavelength of the laser beam 71x, a wavelength that can be easily absorbed by the platinum film 13 that is a light absorption layer can be selected as appropriate. In addition, the spot shape of the laser beam 71x can be a substantially rectangular shape, for example. In this case, the size of the substantially rectangular shape can be set to, for example, about 0.35 mm × 1 mm.

白金膜１３は、波長９８０ｎｍ付近の吸収係数が非常に大きく、およそ７×１０５ｃｍ−１である。又、例えば、膜厚１００ｎｍの白金膜１３において、波長９８０ｎｍ付近の光の透過率は１％以下である。従って、白金膜１３に照射された波長９８０ｎｍ付近のレーザ光７１ｘの光エネルギーは殆ど白金膜１３に吸収される。なお、図１（ｃ）では、レーザ光７１ｘを白金膜１３に斜めに照射しているが、レーザ光７１ｘを白金膜１３に垂直に照射してもよい。 The platinum film 13 has a very large absorption coefficient in the vicinity of a wavelength of 980 nm, which is approximately 7 × 10 5 cm −1 . Further, for example, in the platinum film 13 having a film thickness of 100 nm, the light transmittance in the vicinity of the wavelength of 980 nm is 1% or less. Accordingly, the platinum film 13 absorbs almost all of the light energy of the laser light 71x having a wavelength of about 980 nm irradiated to the platinum film 13. In FIG. 1C, the laser beam 71x is obliquely irradiated to the platinum film 13, but the laser beam 71x may be irradiated perpendicularly to the platinum film 13.

白金膜１３に吸収されたレーザ光７１ｘの光エネルギーは、熱に変わって白金膜１３を加熱する。白金膜１３の熱は、白金膜１３の一方の側に形成されているアモルファスＰＺＴ膜１４に伝わり（拡散し）、アモルファスＰＺＴ膜１４は、白金膜１３側から局部的に加熱される。アモルファスＰＺＴ膜１４の加熱された部分は膜質が変えられ（結晶化され）、結晶質ＰＺＴ１５となる。   The light energy of the laser beam 71x absorbed by the platinum film 13 changes to heat and heats the platinum film 13. The heat of the platinum film 13 is transmitted (diffused) to the amorphous PZT film 14 formed on one side of the platinum film 13, and the amorphous PZT film 14 is locally heated from the platinum film 13 side. The heated portion of the amorphous PZT film 14 is changed in film quality (crystallized) to become crystalline PZT 15.

一般的に、アモルファスＰＺＴ膜の結晶化温度は約６００℃〜８５０℃であり、白金の融点（１７６８℃）よりかなり低い。従って、白金膜１３に入射するレーザ光７１ｘのエネルギー密度及び照射時間の制御によって、白金膜１３にダメージを与えることなく、アモルファスＰＺＴ膜１４を局部的に加熱して結晶化できる。レーザ光７１ｘのエネルギー密度は、例えば、１×１０２〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光７１ｘの照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。 In general, the crystallization temperature of an amorphous PZT film is about 600 ° C. to 850 ° C., which is considerably lower than the melting point of platinum (1768 ° C.). Therefore, the amorphous PZT film 14 can be locally heated and crystallized without damaging the platinum film 13 by controlling the energy density and irradiation time of the laser light 71x incident on the platinum film 13. The energy density of the laser beam 71x can be set to about 1 × 10 2 to 1 × 10 6 W / cm 2 , for example. The irradiation time of the laser beam 71x can be set to about 1 ms to 200 ms, for example.

なお、図１（ｃ）では、結晶質ＰＺＴ１５の上側にアモルファスＰＺＴ膜１４が残存しているが、レーザ光７１ｘのエネルギー密度及び照射時間の制御によって結晶質ＰＺＴ１５とすることができる。   In FIG. 1C, the amorphous PZT film 14 remains above the crystalline PZT 15, but it can be made crystalline PZT 15 by controlling the energy density and irradiation time of the laser light 71x.

このように、第１の実施の形態に係る加熱方法では、光吸収層である白金膜１３の一方の側に、被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する。そして、白金膜１３の他方の側から、白金膜１３に吸収されやすい波長のレーザ光７１ｘを局部的に照射する。   As described above, in the heating method according to the first embodiment, the amorphous PZT film 14 that is the heated layer is formed on one side of the platinum film 13 that is the light absorption layer. Then, a laser beam 71x having a wavelength that is easily absorbed by the platinum film 13 is locally irradiated from the other side of the platinum film 13.

これにより、光吸収層である白金膜１３がレーザ光７１ｘの光エネルギーを吸収して局部的に加熱され、光吸収層に積層されているアモルファスＰＺＴ膜１４も局部的に加熱される。アモルファスＰＺＴ膜１４の局部的に加熱された部分は、膜質を変えられて（結晶化されて）、結晶質ＰＺＴ１５となる。   Thereby, the platinum film 13 which is a light absorption layer absorbs the light energy of the laser beam 71x and is locally heated, and the amorphous PZT film 14 laminated on the light absorption layer is also locally heated. The locally heated portion of the amorphous PZT film 14 is changed in film quality (crystallized) to become crystalline PZT 15.

第１の実施の形態に係る加熱方法によれば、光吸収層である白金膜１３に殆ど熱の影響を及ぼすことなく、被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１４から局部的に結晶質ＰＺＴ１５を形成できる。つまり、被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１４を局部的に加熱し結晶化できる。   According to the heating method according to the first embodiment, the crystalline PZT 15 is locally formed from the amorphous PZT film 14 that is the heated layer, with little influence of heat on the platinum film 13 that is the light absorption layer. it can. That is, the amorphous PZT film 14 that is the layer to be heated can be locally heated and crystallized.

そのため、被加熱層以外の構造や素子等を有するデバイスに適用する場合であっても、加熱処理が不要な他の部材（他の構造や素子等）まで加熱されないので、熱的なダメージや熱応力による寸法精度のずれ等が生じ難く、デバイスの性能低下を回避できる。   Therefore, even when it is applied to a device having a structure or element other than the heated layer, other members (other structures or elements) that do not require heat treatment are not heated, so thermal damage and heat Deviations in dimensional accuracy due to stress are unlikely to occur, and device performance degradation can be avoided.

従って、第１の実施の形態に係る加熱方法を、被加熱層以外の構造や素子等を有するデバイスであるセンサやアクチュエータ等に適用すると好適であり、特に精密制御が行われる微小デバイスに適用すると好適である。   Therefore, it is preferable to apply the heating method according to the first embodiment to a sensor, an actuator, or the like, which is a device having a structure or an element other than the layer to be heated, and particularly to a micro device in which precise control is performed. Is preferred.

なお、上記説明では、光吸収層である白金膜１３に連続発振のレーザ光７１ｘを照射したが、連続発振のレーザ光７１ｘに代えて、パルス発振のレーザ光を照射してもよい。   In the above description, the platinum film 13 serving as the light absorption layer is irradiated with the continuous wave laser beam 71x. However, instead of the continuous wave laser beam 71x, a pulsed laser beam may be irradiated.

又、上記説明では、光吸収層である白金膜１３の一方の側に被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１４を積層したが、白金膜１３に代わる光吸収層として、融点が１０００℃以上の他の耐熱性の膜を用いてもよい。他の耐熱性の膜としては、例えば、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｕの何れかの金属を含む金属膜を挙げられる。又、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜等を挙られる。又、アモルファスＰＺＴ膜１４に代えて、ＰＺＴ以外の材料、例えば、ＢａＴｉＯ３やＳｉ等を用いてもよい。例えば、Ｓｉの微結晶にレーザ光を照射し、結晶粒の粒径を増大させることができる。 In the above description, the amorphous PZT film 14 as the heated layer is laminated on one side of the platinum film 13 as the light absorption layer. However, as the light absorption layer in place of the platinum film 13, the melting point is 1000 ° C. or more. Alternatively, a heat resistant film may be used. Examples of other heat resistant films include metal films containing any one of Ir, Pd, Rh, W, Fe, Ni, Ta, Cr, Zr, Ti, and Au. Further, a metal alloy film containing any one of the above-mentioned metal alloys, a laminated film in which a plurality of layers of the metal film or the metal alloy film are arbitrarily selected, and the like are listed. Further, instead of the amorphous PZT film 14, a material other than PZT, such as BaTiO 3 or Si, may be used. For example, it is possible to increase the crystal grain size by irradiating laser light to a Si microcrystal.

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、光吸収層である白金膜と直接接していないアモルファスＰＺＴ膜を結晶化させる加熱方法について説明する。 <Second Embodiment>
In the second embodiment, a heating method for crystallizing an amorphous PZT film that is not in direct contact with a platinum film that is a light absorption layer will be described.

図２は、第２の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。まず、図２（ａ）に示す工程では、支持基板となる厚さ６５０μｍ程度のシリコン基板１０を準備する。そして、シリコン基板１０の一方の側に、周知の方法により、膜厚６００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１１、膜厚２０ｎｍ程度のチタン膜（Ｔｉ膜）１２、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜１３を順次積層する。そして、更に、白金膜１３上に結晶質ＰＺＴ１５１を積層する。なお、シリコン基板１０には、１×１０１７／ｃｍ３程度の濃度の不純物Ｂ（ボロン）がドーピングされている。 FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a heating method according to the second embodiment. First, in the step shown in FIG. 2A, a silicon substrate 10 having a thickness of about 650 μm serving as a support substrate is prepared. Then, a silicon oxide film (SiO 2 film) 11 having a thickness of about 600 nm, a titanium film (Ti film) 12 having a thickness of about 20 nm, and platinum having a thickness of about 100 nm are formed on one side of the silicon substrate 10 by a known method. The film 13 is sequentially laminated. Then, further, laminating a crystalline pZT15 1 on the platinum film 13. The silicon substrate 10 is doped with an impurity B (boron) having a concentration of about 1 × 10 17 / cm 3 .

次に、図２（ｂ）に示す工程では、第１の実施の形態と同様に、例えば、スパッタリング法やＣＳＤ（Chemical Solution Deposition）法等を用いて、結晶質ＰＺＴ１５１上にアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する。アモルファスＰＺＴ膜１４の膜厚は、例えば、６０ｎｍ程度とすることができる。 Next, in a step shown in FIG. 2 (b), as in the first embodiment, for example, by sputtering or CSD (Chemical Solution Deposition) method or the like, an amorphous PZT film 14 on the crystalline pZT15 1 Form. The film thickness of the amorphous PZT film 14 can be about 60 nm, for example.

次に、図２（ｃ）に示す工程では、図２（ｂ）に示す構造体に、シリコン基板１０の他方の側（シリコン酸化膜１１が形成されていない側）から、例えば連続発振のレーザ光７１ｘ（例えば、波長：１４００ｎｍ付近）を局部的に照射する。レーザ光７１ｘのエネルギー密度は、例えば、１×１０２〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光７１ｘの照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。 Next, in the process shown in FIG. 2C, for example, a continuous wave laser is applied to the structure shown in FIG. 2B from the other side of the silicon substrate 10 (the side where the silicon oxide film 11 is not formed). Light 71x (for example, wavelength: around 1400 nm) is irradiated locally. The energy density of the laser beam 71x can be set to about 1 × 10 2 to 1 × 10 6 W / cm 2 , for example. The irradiation time of the laser beam 71x can be set to about 1 ms to 200 ms, for example.

シリコン基板１０及びシリコン酸化膜１１は波長１４００ｎｍ付近の光に対して透過性があるので、シリコン基板１０に侵入したレーザ光７１ｘの光エネルギーの９０％以上は、チタン膜１２と白金膜１３の積層膜で構成した光吸収層に吸収される。   Since the silicon substrate 10 and the silicon oxide film 11 are transparent to light having a wavelength of about 1400 nm, 90% or more of the light energy of the laser beam 71x that has entered the silicon substrate 10 is a lamination of the titanium film 12 and the platinum film 13. It is absorbed by the light absorption layer composed of a film.

このように、光吸収層は、融点が１０００℃以上の耐熱性金属膜を積層した構成（本実施の形態では、チタン膜１２と白金膜１３の積層膜）としてもよい。前述のように、光吸収層として、例えば、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｕの何れかの金属を含む金属膜を用いてもよい。又、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜等を用いてもよい。   As described above, the light absorption layer may have a structure in which a heat-resistant metal film having a melting point of 1000 ° C. or higher is stacked (in this embodiment, a stacked film of a titanium film 12 and a platinum film 13). As described above, for example, a metal film containing any one of Ir, Pd, Rh, W, Fe, Ni, Ta, Cr, Zr, and Au may be used as the light absorption layer. Alternatively, a metal alloy film containing any of the above metal alloys, or a laminated film obtained by arbitrarily selecting the metal film or the metal alloy film and laminating a plurality of layers may be used.

チタン膜１２と白金膜１３の積層膜で構成した光吸収層に吸収されたレーザ光７１ｘの光エネルギーは、熱に変わってチタン膜１２と白金膜１３を加熱する。チタン膜１２と白金膜１３の熱は、白金膜１３の一方の側に形成されている結晶質ＰＺＴ１５１及びアモルファスＰＺＴ膜１４に伝わり（拡散し）、結晶質ＰＺＴ１５１及びアモルファスＰＺＴ膜１４は、白金膜１３側から局部的に加熱される。結晶質ＰＺＴ１５１の加熱された部分は膜質が変えられ（結晶粒の粒径が増大し）、結晶品質が向上する。又、アモルファスＰＺＴ膜１４の加熱された部分は膜質が変えられ（結晶化され）、結晶質ＰＺＴ１５２となる。 The light energy of the laser light 71x absorbed in the light absorption layer constituted by the laminated film of the titanium film 12 and the platinum film 13 changes to heat and heats the titanium film 12 and the platinum film 13. Heat a titanium film 12 and platinum film 13 is transmitted to one crystalline pZT15 1 which is formed on the side of and amorphous PZT film 14 of platinum film 13 (diffused), crystalline pZT15 1 and amorphous PZT film 14, Heated locally from the platinum film 13 side. Heated portion of the crystalline pZT15 1 film quality is changed (particle diameter of the crystal grains is increased), the crystal quality is improved. Further, the heated portion of the amorphous PZT film 14 is the film quality is changed (crystallized), the crystalline pZT15 2.

このように、第２の実施の形態に係る加熱方法では、シリコン基板１０の一方の側に、光吸収層であるチタン膜１２と白金膜１３の積層膜を形成する。そして、光吸収層であるチタン膜１２と白金膜１３の積層膜に、シリコン基板１０の他方の側から、チタン膜１２と白金膜１３の積層膜に吸収されやすい波長のレーザ光７１ｘを局部的に照射する。   As described above, in the heating method according to the second embodiment, a laminated film of the titanium film 12 and the platinum film 13 which are light absorption layers is formed on one side of the silicon substrate 10. Then, laser light 71x having a wavelength that is easily absorbed by the laminated film of the titanium film 12 and the platinum film 13 from the other side of the silicon substrate 10 is locally applied to the laminated film of the titanium film 12 and the platinum film 13 which is a light absorption layer. Irradiate.

これにより、光吸収層であるチタン膜１２と白金膜１３の積層膜がレーザ光７１ｘの光エネルギーを吸収して局部的に加熱され、光吸収層に積層されている結晶質ＰＺＴ１５１及びアモルファスＰＺＴ膜１４も局部的に加熱される。 Thus, locally heated by a laminated film of a titanium film 12 and platinum film 13 is a light-absorbing layer absorbs light energy of the laser beam 71x, crystalline pZT15 1 and amorphous PZT that is laminated on the light absorbing layer The membrane 14 is also heated locally.

結晶質ＰＺＴ１５１の局部的に加熱された部分は、膜質が変えられ（結晶粒の粒径が増大し）、結晶品質が向上する。アモルファスＰＺＴ膜１４の局部的に加熱された部分は、膜質を変えられて（結晶化されて）、結晶質ＰＺＴ１５２となる。 Locally heated portions of the crystalline pZT15 1 is the film quality is changed (particle diameter of the crystal grains is increased), the crystal quality is improved. Locally heated portion of the amorphous PZT film 14 is changed to the film quality (being crystallized), the crystalline pZT15 2.

第２の実施の形態に係る加熱方法によれば、第１の実施の形態に係る加熱方法の奏する効果に加えて、更に以下の効果を奏する。   According to the heating method which concerns on 2nd Embodiment, in addition to the effect which the heating method which concerns on 1st Embodiment show | plays, there exist the following effects further.

すなわち、レーザ光照射によりアモルファス膜を結晶化し結晶質膜を形成し、その後、結晶質膜上においてアモルファス膜の形成とレーザ光照射による結晶化を繰り返して、複数の結晶質膜を積層する場合を考える。   In other words, the amorphous film is crystallized by laser light irradiation to form a crystalline film, and then the amorphous film is formed on the crystalline film and crystallization by laser light irradiation is repeated to stack a plurality of crystalline films. Think.

このような場合に、仮に、光吸収層のアモルファス膜が形成される側からレーザ光を照射すると、下層の結晶質膜を形成する際と上層の結晶質膜を形成する際でレーザ光を照射する層の総厚が異なるため、レーザ光を照射する層の光吸収率が変化する。従って、下層の結晶質膜を形成する際と上層の結晶質膜を形成する際に、結晶化されるアモルファス膜を同一温度とするためには、照射するレーザ光のパワーをレーザ光を照射する層の総厚に対応して設定しなければならない。   In such a case, if laser light is irradiated from the side where the amorphous film of the light absorption layer is formed, laser light is irradiated when forming the lower crystalline film and when forming the upper crystalline film. Since the total thickness of the layers to be changed is different, the light absorptance of the layer irradiated with the laser light changes. Therefore, when the lower crystalline film is formed and the upper crystalline film is formed, in order to set the amorphous film to be crystallized to the same temperature, the laser beam power is irradiated with the laser beam. It must be set according to the total thickness of the layer.

レーザ光のパワーは、例えば、レーザ光を照射する層の総厚と光吸収率との関係を予め測定し、それに基づいて設定できる。しかしながら、照射するレーザ光のパワーをレーザ光を照射する層の総厚に対応して設定すると、極めて煩雑な製造工程となる。又、実際に形成された膜の状態（膜厚のばらつき等）が理想的でないと、予め行った測定に基づいた設定が最適ではなくなり、結晶性が均一な結晶質膜が形成できない場合がある。   The power of the laser beam can be set based on, for example, the relationship between the total thickness of the layer irradiated with the laser beam and the light absorption rate measured in advance. However, when the power of the laser beam to be irradiated is set corresponding to the total thickness of the layer to be irradiated with the laser beam, the manufacturing process becomes extremely complicated. In addition, if the state of the actually formed film (film thickness variation, etc.) is not ideal, the setting based on the measurement performed in advance is not optimal, and a crystalline film with uniform crystallinity may not be formed. .

一方、本実施の形態のように、一方の側にアモルファス膜が形成された光吸収層の他方の側から光吸収層にレーザ光を照射すると、レーザ光が光吸収層を加熱し、光吸収層の熱がアモルファス膜に伝わって（拡散して）アモルファス膜が加熱されて結晶化される。この際、レーザ光は殆ど光吸収層に吸収され、光吸収層を透過してアモルファス膜に達するレーザ光は殆どないため、結晶質膜とアモルファス膜が複数積層されて総厚が変わっても光吸収率の変化の影響を考慮する必要がない。   On the other hand, when the light absorption layer is irradiated with laser light from the other side of the light absorption layer having an amorphous film formed on one side as in this embodiment, the laser light heats the light absorption layer and absorbs light. The heat of the layer is transferred (diffused) to the amorphous film, and the amorphous film is heated and crystallized. At this time, the laser light is almost absorbed by the light absorption layer, and there is almost no laser light that passes through the light absorption layer and reaches the amorphous film. Therefore, even if the total thickness changes due to the lamination of a plurality of crystalline films and amorphous films, There is no need to consider the effect of changes in absorption rates.

つまり、本実施の形態のように、光吸収層の他方の側から光吸収層にレーザ光を照射すると、光吸収層の一方の側に形成される膜の厚さに関係なく、一定パワーのレーザ光を照射してアモルファス膜を結晶化することができる。すなわち、本実施の形態に係る加熱方法では、光吸収層の一方の側に形成される膜の厚さを考慮することなく照射するレーザ光のエネルギーを容易に制御できる。その結果、結晶性が均一な結晶質膜を形成できる。   That is, as in this embodiment, when the light absorption layer is irradiated with laser light from the other side of the light absorption layer, a constant power is obtained regardless of the thickness of the film formed on one side of the light absorption layer. The amorphous film can be crystallized by irradiation with laser light. That is, in the heating method according to this embodiment, the energy of the laser beam to be irradiated can be easily controlled without considering the thickness of the film formed on one side of the light absorption layer. As a result, a crystalline film with uniform crystallinity can be formed.

なお、上記説明では、シリコン基板１０等に連続発振のレーザ光７１ｘを照射したが、連続発振のレーザ光７１ｘに代えて、パルス発振のレーザ光を照射してもよい。又、波長が１２００ｎｍ以上であれば、１４００ｎｍ以外の波長のレーザ光７１ｘを照射してもよい。   In the above description, the silicon substrate 10 and the like are irradiated with the continuous wave laser beam 71x. However, instead of the continuous wave laser beam 71x, a pulsed laser beam may be irradiated. Further, when the wavelength is 1200 nm or more, the laser beam 71x having a wavelength other than 1400 nm may be irradiated.

又、上記説明では、白金膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１４を積層したが、前述のように、光吸収層として、白金膜１３に代えて、例えば、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｕの何れかの金属を含む金属膜を用いてもよい。又、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜等を用いてもよい。又、アモルファスＰＺＴ膜１４に代えて、ＰＺＴ以外の材料、例えば、ＢａＴｉＯ３やＳｉ等を用いてもよい。 In the above description, the amorphous PZT film 14 is laminated on the platinum film 13. However, as described above, instead of the platinum film 13 as the light absorption layer, for example, Ir, Pd, Rh, W, Fe, Ni, Ni , Ta, Cr, Zr, Ti, or a metal film containing any metal of Au may be used. Alternatively, a metal alloy film containing any of the above metal alloys, or a laminated film obtained by arbitrarily selecting the metal film or the metal alloy film and laminating a plurality of layers may be used. Further, instead of the amorphous PZT film 14, a material other than PZT, such as BaTiO 3 or Si, may be used.

なお、結晶質ＰＺＴ１５１及び結晶質ＰＺＴ１５２を便宜上別符号としたが、これらは同一組成とすることができる。 Incidentally, crystalline pZT15 1 and crystalline pZT15 2 a but for convenience a different code, it can be the same composition.

〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、光吸収層に照射するレーザ光と光吸収層とを相対的に移動させながらレーザ光を照射し、アモルファスＰＺＴ膜の全面を結晶化させる加熱方法について説明する。 <Third Embodiment>
In the third embodiment, a heating method for crystallizing the entire surface of an amorphous PZT film by irradiating a laser beam while relatively moving the laser beam irradiated to the light absorption layer and the light absorption layer will be described.

図３は、第３の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。まず、図３（ａ）に示す工程では、支持基板となる厚さ５００μｍ程度のシリコン基板１０を準備する。そして、シリコン基板１０の一方の側に、周知の方法により、膜厚６００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１１、膜厚５０ｎｍ程度の酸化チタン膜（ＴｉＯｘ膜）１６、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜１３を順次積層する。なお、シリコン基板１０には、１×１０１６／ｃｍ３程度の濃度の不純物Ｂ（ボロン）がドーピングされている。 FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a heating method according to the third embodiment. First, in the step shown in FIG. 3A, a silicon substrate 10 having a thickness of about 500 μm serving as a support substrate is prepared. Then, a silicon oxide film (SiO 2 film) 11 having a thickness of about 600 nm, a titanium oxide film (TiOx film) 16 having a thickness of about 50 nm, and a thickness of about 100 nm are formed on one side of the silicon substrate 10 by a known method. The platinum film 13 is sequentially laminated. The silicon substrate 10 is doped with an impurity B (boron) having a concentration of about 1 × 10 16 / cm 3 .

次に、図３（ｂ）に示す工程では、第１の実施の形態と同様に、例えば、スパッタリング法やＣＳＤ（Chemical Solution Deposition）法等を用いて、白金膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１４を積層する。アモルファスＰＺＴ膜１４の膜厚は、例えば、６０ｎｍ程度とすることができる。   Next, in the step shown in FIG. 3B, similarly to the first embodiment, the amorphous PZT film 14 is formed on the platinum film 13 by using, for example, a sputtering method or a CSD (Chemical Solution Deposition) method. Laminate. The film thickness of the amorphous PZT film 14 can be about 60 nm, for example.

次に、図３（ｃ）に示す工程では、図３（ｂ）に示す構造体の紙面左端の領域に、シリコン基板１０の他方の側（シリコン酸化膜１１が形成されていない側）から、例えば連続発振のレーザ光７１ｘ（例えば、波長：１０．６μｍ）を局部的に照射する。レーザ光７１ｘのエネルギー密度は、例えば、１×１０２〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光７１ｘの照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。 Next, in the step shown in FIG. 3C, from the other side of the silicon substrate 10 (the side where the silicon oxide film 11 is not formed) to the left end region of the structure shown in FIG. For example, continuous wave laser light 71x (for example, wavelength: 10.6 μm) is locally irradiated. The energy density of the laser beam 71x can be set to about 1 × 10 2 to 1 × 10 6 W / cm 2 , for example. The irradiation time of the laser beam 71x can be set to about 1 ms to 200 ms, for example.

シリコン基板１０、シリコン酸化膜１１、及び酸化チタン膜１６は波長１０．６μｍ付近の光に対して透過性があるので、シリコン基板１０に侵入したレーザ光７１ｘの光エネルギーの９０％以上は、白金膜１３で構成した光吸収層に吸収される。なお、酸化チタン膜１６は絶縁膜であり、光吸収層ではない。   Since the silicon substrate 10, the silicon oxide film 11, and the titanium oxide film 16 are transmissive to light in the vicinity of a wavelength of 10.6 μm, 90% or more of the light energy of the laser beam 71 x that has entered the silicon substrate 10 is platinum. It is absorbed by the light absorption layer composed of the film 13. The titanium oxide film 16 is an insulating film and not a light absorption layer.

白金膜１３で構成した光吸収層に吸収されたレーザ光７１ｘの光エネルギーは熱に変わり、白金膜１３上に形成されているアモルファスＰＺＴ膜１４は、白金膜１３側から局部的に加熱される。アモルファスＰＺＴ膜１４の加熱された部分は膜質が変えられ（結晶化され）、結晶質ＰＺＴ１５となる。   The light energy of the laser beam 71x absorbed in the light absorption layer constituted by the platinum film 13 changes to heat, and the amorphous PZT film 14 formed on the platinum film 13 is locally heated from the platinum film 13 side. . The heated portion of the amorphous PZT film 14 is changed in film quality (crystallized) to become crystalline PZT 15.

更に、レーザ光７１ｘと照射対象物である図３（ｂ）に示す構造体とを相対的に移動させながらレーザ光７１ｘを照射対象物に照射する。例えば、アモルファスＰＺＴ膜１４を紙面左側前面の領域から紙面奥行き方向に順次結晶化する。これにより、点線で仕切られた紙面左側の１つが結晶化される。そして、同様な動作を紙面右側の部分についても順次実行する。これにより、アモルファスＰＺＴ膜１４が順次結晶化し、最終的にアモルファスＰＺＴ膜１４の全面が結晶化し、白金膜１３上の全面に結晶質ＰＺＴ１５が形成される。   Furthermore, the irradiation target is irradiated with the laser beam 71x while relatively moving the laser beam 71x and the structure shown in FIG. For example, the amorphous PZT film 14 is sequentially crystallized in the depth direction from the left front surface of the paper. Thereby, one of the left side of the paper divided by the dotted line is crystallized. Then, the same operation is sequentially performed on the right side of the page. As a result, the amorphous PZT film 14 is sequentially crystallized, finally the entire surface of the amorphous PZT film 14 is crystallized, and a crystalline PZT 15 is formed on the entire surface of the platinum film 13.

なお、白金膜１３上の全面に結晶質ＰＺＴ１５を形成した後、更に図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すプロセスを繰り返し実行することにより、膜厚６０ｎｍ程度の結晶質ＰＺＴ１５を複数層積層することができる。例えば、図３（ａ）から図３（ｃ）のプロセスを３０回程度繰り返すことにより、総厚２μｍ程度の厚い結晶質ＰＺＴ１５の膜を作製できる。   Note that after the crystalline PZT 15 is formed on the entire surface of the platinum film 13, the process shown in FIGS. 3B and 3C is further repeated to thereby form a plurality of crystalline PZT 15 having a thickness of about 60 nm. Can be stacked. For example, by repeating the process of FIGS. 3A to 3C about 30 times, a thick crystalline PZT15 film having a total thickness of about 2 μm can be produced.

このように、第３の実施の形態に係る加熱方法では、光吸収層である白金膜１３の一方の側に、被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する。そして、光吸収層である白金膜１３の所定領域に、光吸収層の他方の側からレーザ光７１ｘを照射し、レーザ光と照射対象物とを相対的に移動させる。これにより、光吸収層上に形成されたアモルファスＰＺＴ膜１４の全面を結晶化させ、光吸収層上の全面に結晶質ＰＺＴ１５を形成できる。   As described above, in the heating method according to the third embodiment, the amorphous PZT film 14 that is the heated layer is formed on one side of the platinum film 13 that is the light absorption layer. And the laser beam 71x is irradiated to the predetermined area | region of the platinum film 13 which is a light absorption layer from the other side of a light absorption layer, and a laser beam and an irradiation target object are moved relatively. Thereby, the entire surface of the amorphous PZT film 14 formed on the light absorption layer can be crystallized, and the crystalline PZT 15 can be formed on the entire surface of the light absorption layer.

第３の実施の形態に係る加熱方法によれば、第１の実施の形態に係る加熱方法の奏する効果に加えて、更に以下の効果を奏する。すなわち、レーザ光と照射対象物とを相対的に移動させることにより、アモルファス膜の全面に順次レーザ光を照射可能となり、アモルファス膜の全面を結晶性が均一な結晶質膜とすることができる。   According to the heating method which concerns on 3rd Embodiment, in addition to the effect which the heating method which concerns on 1st Embodiment show | plays, there exist the following effects further. That is, by relatively moving the laser beam and the irradiation object, it is possible to sequentially irradiate the entire surface of the amorphous film with the laser beam, and the entire surface of the amorphous film can be a crystalline film with uniform crystallinity.

なお、上記説明では、シリコン基板１０等に連続発振のレーザ光７１ｘを照射したが、連続発振のレーザ光７１ｘに代えて、パルス発振のレーザ光を照射してもよい。又、波長が１２００ｎｍ以上であれば、１０．６μｍ以外の波長のレーザ光７１ｘを照射してもよい。   In the above description, the silicon substrate 10 and the like are irradiated with the continuous wave laser beam 71x. However, instead of the continuous wave laser beam 71x, a pulsed laser beam may be irradiated. Further, if the wavelength is 1200 nm or more, the laser beam 71x having a wavelength other than 10.6 μm may be irradiated.

又、上記説明では、白金膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１４を積層したが、前述のように、光吸収層として、白金膜１３に代えて、例えば、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｕの何れかの金属を含む金属膜を用いてもよい。又、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜等を用いてもよい。又、アモルファスＰＺＴ膜１４に代えて、ＰＺＴ以外の材料、例えば、ＢａＴｉＯ３やＳｉ等を用いてもよい。 In the above description, the amorphous PZT film 14 is laminated on the platinum film 13. However, as described above, instead of the platinum film 13 as the light absorption layer, for example, Ir, Pd, Rh, W, Fe, Ni, Ni , Ta, Cr, Zr, Ti, or a metal film containing any metal of Au may be used. Alternatively, a metal alloy film containing any of the above metal alloys, or a laminated film obtained by arbitrarily selecting the metal film or the metal alloy film and laminating a plurality of layers may be used. Further, instead of the amorphous PZT film 14, a material other than PZT, such as BaTiO 3 or Si, may be used.

〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、表面が所定の形状である（膜厚分布を有する）アモルファスＰＺＴ膜を結晶化させる加熱方法について説明する。 <Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, a heating method for crystallizing an amorphous PZT film whose surface has a predetermined shape (having a film thickness distribution) will be described.

図４は、第４の実施の形態に係る加熱方法を説明するための断面図である。まず、図４（ａ）に示す工程では、支持基板となる厚さ５００μｍ程度のシリコン基板１０を準備する。そして、シリコン基板１０の一方の側に、周知の方法により、膜厚６００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１１、膜厚５０ｎｍ程度の酸化チタン膜（ＴｉＯｘ膜）１６、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜１３を順次積層する。そして、更に、白金膜１３上に、パターン化されたＳｒＲｕＯ３膜１７を形成する。なお、シリコン基板１０には、１×１０１６／ｃｍ３程度の濃度の不純物Ｂ（ボロン）がドーピングされている。 FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a heating method according to the fourth embodiment. First, in the step shown in FIG. 4A, a silicon substrate 10 having a thickness of about 500 μm serving as a support substrate is prepared. Then, a silicon oxide film (SiO 2 film) 11 having a thickness of about 600 nm, a titanium oxide film (TiOx film) 16 having a thickness of about 50 nm, and a thickness of about 100 nm are formed on one side of the silicon substrate 10 by a known method. The platinum film 13 is sequentially laminated. Further, a patterned SrRuO 3 film 17 is formed on the platinum film 13. The silicon substrate 10 is doped with an impurity B (boron) having a concentration of about 1 × 10 16 / cm 3 .

次に、図４（ｂ）に示す工程では、インクジェット法（Inkjet printing）等を用いて、パターン化されたＳｒＲｕＯ３膜１７上にＰＺＴ前駆体溶液（ゾルゲル液）を塗布し、加熱処理後、表面が所定の形状であるアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する。なお、アモルファスＰＺＴ膜１４の表面の断面形状は、例えば、中心が凸となる曲面状等とすることができる。アモルファスＰＺＴ膜１４の膜厚（最厚部）は、例えば、６０ｎｍ程度とすることができる。 Next, in the step shown in FIG. 4B, a PZT precursor solution (sol-gel solution) is applied onto the patterned SrRuO 3 film 17 using an inkjet method (Inkjet printing) or the like, and after heat treatment, An amorphous PZT film 14 whose surface has a predetermined shape is formed. The cross-sectional shape of the surface of the amorphous PZT film 14 can be, for example, a curved surface with a convex center. The film thickness (thickest portion) of the amorphous PZT film 14 can be set to about 60 nm, for example.

次に、図４（ｃ）に示す工程では、図４（ｂ）に示す構造体に、シリコン基板１０の他方の側（シリコン酸化膜１１が形成されていない側）から、例えば連続発振のレーザ光７１ｘ（例えば、波長：１３００ｎｍ付近）を局部的に照射する。なお、レーザ光７１ｘは、シリコン基板１０の他方の側の、パターン化されたＳｒＲｕＯ３膜１７に対応する部分に照射する。レーザ光７１ｘのエネルギー密度は、例えば、１×１０２〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光７１ｘの照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。 Next, in the step shown in FIG. 4C, for example, a continuous wave laser is applied to the structure shown in FIG. 4B from the other side of the silicon substrate 10 (the side where the silicon oxide film 11 is not formed). Light 71x (for example, wavelength: around 1300 nm) is irradiated locally. The laser beam 71x is applied to the portion corresponding to the patterned SrRuO 3 film 17 on the other side of the silicon substrate 10. The energy density of the laser beam 71x can be set to about 1 × 10 2 to 1 × 10 6 W / cm 2 , for example. The irradiation time of the laser beam 71x can be set to about 1 ms to 200 ms, for example.

シリコン基板１０、シリコン酸化膜１１、及び酸化チタン膜１６は波長１３００ｎｍ付近の光に対して透過性があるので、シリコン基板１０に侵入したレーザ光７１ｘの光エネルギーの９０％以上は、白金膜１３で構成した光吸収層に吸収される。なお、酸化チタン膜１６は絶縁膜であり、光吸収層ではない。   Since the silicon substrate 10, the silicon oxide film 11, and the titanium oxide film 16 are transmissive to light having a wavelength of about 1300 nm, 90% or more of the light energy of the laser light 71 x that has entered the silicon substrate 10 is less than the platinum film 13. It is absorbed in the light absorption layer constituted by The titanium oxide film 16 is an insulating film and not a light absorption layer.

白金膜１３で構成した光吸収層に吸収されたレーザ光７１ｘの光エネルギーは熱に変わり、白金膜１３上に形成されているＳｒＲｕＯ３膜１７及びアモルファスＰＺＴ膜１４は、白金膜１３側から加熱される。アモルファスＰＺＴ膜１４の加熱された部分は膜質が変えられ（結晶化され）、結晶質ＰＺＴ１５となる。 The light energy of the laser beam 71x absorbed in the light absorption layer constituted by the platinum film 13 is changed to heat, and the SrRuO 3 film 17 and the amorphous PZT film 14 formed on the platinum film 13 are heated from the platinum film 13 side. Is done. The heated portion of the amorphous PZT film 14 is changed in film quality (crystallized) to become crystalline PZT 15.

このように、第４の実施の形態に係る加熱方法では、光吸収層の一方の側の所定領域にパターン化されたＳｒＲｕＯ３膜１７及び表面が所定の形状であるアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する。そして、光吸収層の他方の側のＳｒＲｕＯ３膜１７に対応する部分からレーザ光７１ｘを照射し、ＳｒＲｕＯ３膜１７を介して光吸収層の一方の側に形成された表面が所定の形状であるアモルファスＰＺＴ膜１４を結晶化させ、結晶質ＰＺＴ１５を形成できる。 Thus, in the heating method according to the fourth embodiment, the patterned SrRuO 3 film 17 and the amorphous PZT film 14 whose surface has a predetermined shape are formed in a predetermined region on one side of the light absorption layer. . Then, laser light 71x is irradiated from a portion corresponding to the SrRuO 3 film 17 on the other side of the light absorption layer, and the surface formed on one side of the light absorption layer through the SrRuO 3 film 17 has a predetermined shape. A crystalline PZT 15 can be formed by crystallizing an amorphous PZT film 14.

第４の実施の形態に係る加熱方法によれば、第１の実施の形態に係る加熱方法の奏する効果に加えて、更に以下の効果を奏する。   According to the heating method which concerns on 4th Embodiment, in addition to the effect which the heating method which concerns on 1st Embodiment show | plays, there exist the following effects further.

すなわち、仮に、光吸収層の一方の側の所定領域に形成された表面が所定の形状であるアモルファス膜に、光吸収層の一方の側（アモルファス膜が形成されている側）からレーザ光を照射する場合を考える。アモルファス膜は表面が所定の形状であり、膜厚が厚い部分と膜厚が薄い部分が存在し、膜厚が厚い部分と膜厚が薄い部分では光吸収率が異なる。そのため、アモルファス膜にレーザ光が照射されると、アモルファス膜の膜厚が厚い部分と膜厚が薄い部分に温度分布が生じ（アモルファス膜内の温度が均一にならず）、結晶性が均一な結晶質膜が形成できない。   That is, suppose that a laser beam is emitted from one side of the light absorption layer (the side where the amorphous film is formed) to an amorphous film having a predetermined shape on the surface formed in a predetermined region on one side of the light absorption layer. Consider the case of irradiation. The surface of the amorphous film has a predetermined shape, and there are a thick part and a thin part, and the light absorption rate differs between the thick part and the thin part. Therefore, when the amorphous film is irradiated with laser light, temperature distribution occurs in the thick part and thin part of the amorphous film (the temperature in the amorphous film is not uniform), and the crystallinity is uniform. A crystalline film cannot be formed.

一方、本実施の形態のように、一方の側にアモルファス膜が形成された光吸収層の他方の側から光吸収層にレーザ光を照射すると、レーザ光が光吸収層を加熱し、光吸収層の熱がアモルファス膜に伝わって（拡散して）アモルファス膜が加熱されて結晶化される。   On the other hand, when the light absorption layer is irradiated with laser light from the other side of the light absorption layer having an amorphous film formed on one side as in this embodiment, the laser light heats the light absorption layer and absorbs light. The heat of the layer is transferred (diffused) to the amorphous film, and the amorphous film is heated and crystallized.

この際、レーザ光は殆ど光吸収層に吸収され、光吸収層を透過してアモルファス膜に達するレーザ光は殆どないため、アモルファス膜に膜厚が厚い部分と膜厚が薄い部分が存在し、膜厚が厚い部分と膜厚が薄い部分で光吸収率が異なることを考慮する必要がない。   At this time, since the laser light is almost absorbed by the light absorption layer and there is almost no laser light that passes through the light absorption layer and reaches the amorphous film, the amorphous film has a thick part and a thin part. It is not necessary to consider that the light absorptivity differs between the thick part and the thin part.

つまり、本実施の形態のように、光吸収層の他方の側から光吸収層にレーザ光を照射すると、光吸収層の一方の側に形成される膜の形状（厚さのばらつき）に関係なく、一定パワーのレーザ光を照射してアモルファス膜を結晶化することができる。すなわち、本実施の形態に係る加熱方法では、光吸収層の一方の側に形成される膜の形状（膜厚のばらつき）を考慮することなく照射するレーザ光のパワーを容易に制御できる。その結果、結晶性が均一な結晶質膜を形成できる。   In other words, as in this embodiment, when the light absorption layer is irradiated with laser light from the other side of the light absorption layer, it is related to the shape (thickness variation) of the film formed on one side of the light absorption layer. Instead, the amorphous film can be crystallized by irradiating laser light with a constant power. That is, in the heating method according to the present embodiment, the power of the laser beam to be irradiated can be easily controlled without considering the shape (film thickness variation) of the film formed on one side of the light absorption layer. As a result, a crystalline film with uniform crystallinity can be formed.

なお、上記説明では、シリコン基板１０等に連続発振のレーザ光７１ｘを照射したが、連続発振のレーザ光７１ｘに代えて、パルス発振のレーザ光を照射してもよい。又、波長が１２００ｎｍ以上であれば、１３００ｎｍ以外の波長のレーザ光７１ｘを照射してもよい。   In the above description, the silicon substrate 10 and the like are irradiated with the continuous wave laser beam 71x. However, instead of the continuous wave laser beam 71x, a pulsed laser beam may be irradiated. Further, when the wavelength is 1200 nm or more, the laser beam 71x having a wavelength other than 1300 nm may be irradiated.

又、上記説明では、ＳｒＲｕＯ３膜１７を介して白金膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１４を積層した。しかし、前述のように、光吸収層として、白金膜１３に代えて、例えば、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｕの何れかの金属を含む金属膜を用いてもよい。又、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜等を用いてもよい。又、アモルファスＰＺＴ膜１４に代えて、ＰＺＴ以外の材料、例えば、ＢａＴｉＯ３やＳｉ等を用いてもよい。 In the above description, the amorphous PZT film 14 is laminated on the platinum film 13 via the SrRuO 3 film 17. However, as described above, instead of the platinum film 13, for example, a metal including any one of Ir, Pd, Rh, W, Fe, Ni, Ta, Cr, Zr, Ti, and Au as the light absorption layer. A membrane may be used. Alternatively, a metal alloy film containing any of the above metal alloys, or a laminated film obtained by arbitrarily selecting the metal film or the metal alloy film and laminating a plurality of layers may be used. Further, instead of the amorphous PZT film 14, a material other than PZT, such as BaTiO 3 or Si, may be used.

〈第５の実施の形態〉
第５の実施の形態では、第１〜第４の実施の形態に係る加熱方法を用いて圧電素子を作製する例を示す。 <Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, an example in which a piezoelectric element is manufactured using the heating methods according to the first to fourth embodiments will be described.

図５は、第５の実施の形態に係る圧電素子の製造方法を説明するための断面図である。まず、図５（ａ）に示す工程では、支持基板となる厚さ５００μｍ程度のシリコン基板１０を準備する。そして、シリコン基板１０の一方の側に、周知の方法により、膜厚６００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１１、膜厚５０ｎｍ程度の酸化チタン膜（ＴｉＯｘ膜）１６、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜１３を順次積層する。なお、シリコン基板１０には、１×１０１６／ｃｍ３程度の濃度の不純物Ｂ（ボロン）がドーピングされている。 FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the method of manufacturing a piezoelectric element according to the fifth embodiment. First, in the step shown in FIG. 5A, a silicon substrate 10 having a thickness of about 500 μm serving as a support substrate is prepared. Then, a silicon oxide film (SiO 2 film) 11 having a thickness of about 600 nm, a titanium oxide film (TiOx film) 16 having a thickness of about 50 nm, and a thickness of about 100 nm are formed on one side of the silicon substrate 10 by a known method. The platinum film 13 is sequentially laminated. The silicon substrate 10 is doped with an impurity B (boron) having a concentration of about 1 × 10 16 / cm 3 .

そして、更に、白金膜１３上に、パターン化されたアモルファスＰＺＴ膜１４を形成する。パターン化されたアモルファスＰＺＴ膜１４の具体的な形成方法については、第６の実施の形態において詳説する。アモルファスＰＺＴ膜１４の膜厚は、例えば、６０ｎｍ程度とすることができる。   Further, a patterned amorphous PZT film 14 is formed on the platinum film 13. A specific method for forming the patterned amorphous PZT film 14 will be described in detail in the sixth embodiment. The film thickness of the amorphous PZT film 14 can be about 60 nm, for example.

次に、図５（ｂ）に示す工程では、シリコン基板１０の他方の側（シリコン酸化膜１１が形成されていない側）から、例えば連続発振のレーザ光７１ｘ（例えば、波長：１３００ｎｍ付近）を局部的に照射する。なお、レーザ光７１ｘは、シリコン基板１０の他方の側の、アモルファスＰＺＴ膜１４に対応する部分の紙面左端の領域に照射する。レーザ光７１ｘのエネルギー密度は、例えば、１×１０２〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光７１ｘの照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。 Next, in the step shown in FIG. 5B, for example, continuous wave laser light 71x (for example, wavelength: around 1300 nm) is emitted from the other side of the silicon substrate 10 (side where the silicon oxide film 11 is not formed). Irradiate locally. The laser beam 71x irradiates the left end region of the paper corresponding to the amorphous PZT film 14 on the other side of the silicon substrate 10. The energy density of the laser beam 71x can be set to about 1 × 10 2 to 1 × 10 6 W / cm 2 , for example. The irradiation time of the laser beam 71x can be set to about 1 ms to 200 ms, for example.

更に、レーザ光７１ｘと照射対象物である図５（ｂ）に示す構造体とを相対的に移動させて、アモルファスＰＺＴ膜１４を紙面左側の領域から順次結晶化する。そして、最終的にアモルファスＰＺＴ膜１４の全面を結晶化させ、白金膜１３上の所定領域に結晶質ＰＺＴ１５を形成する。   Furthermore, the amorphous PZT film 14 is sequentially crystallized from the left side of the drawing by relatively moving the laser beam 71x and the structure shown in FIG. Finally, the entire surface of the amorphous PZT film 14 is crystallized to form a crystalline PZT 15 in a predetermined region on the platinum film 13.

更に、白金膜１３上の所定領域に結晶質ＰＺＴ１５を形成した後、第３の実施の形態の図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すプロセスを繰り返し実行することにより、膜厚６０ｎｍ程度の結晶質ＰＺＴ１５を複数層積層する。例えば、図３（ｂ）及び図３（ｃ）のプロセスを１５回程度繰り返すことにより、総厚１μｍ程度の厚い結晶質ＰＺＴ１５の膜を作製できる。   Further, after the crystalline PZT 15 is formed in a predetermined region on the platinum film 13, the process shown in FIGS. 3B and 3C of the third embodiment is repeatedly executed, so that the film thickness is about 60 nm. A plurality of crystalline PZT15 are laminated. For example, by repeating the processes of FIGS. 3B and 3C about 15 times, a thick crystalline PZT 15 film having a total thickness of about 1 μm can be produced.

次に、図５（ｃ）に示す工程では、結晶質ＰＺＴ１５上の所定領域に、例えば、スパッタリング法等を用いて、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜１８を形成し、圧電素子を完成させる。なお、図５（ｃ）に示す圧電素子において、白金膜１３が下部電極、結晶質ＰＺＴ１５が圧電膜、白金膜１８が上部電極として機能する。すなわち、下部電極として機能する白金膜１３と上部電極として機能する白金膜１８との間に電圧が印加されると、圧電膜である結晶質ＰＺＴ１５が機械的に変位する。   Next, in the step shown in FIG. 5C, a platinum film 18 having a thickness of about 100 nm is formed in a predetermined region on the crystalline PZT 15 by using, for example, a sputtering method, and the piezoelectric element is completed. In the piezoelectric element shown in FIG. 5C, the platinum film 13 functions as a lower electrode, the crystalline PZT 15 functions as a piezoelectric film, and the platinum film 18 functions as an upper electrode. That is, when a voltage is applied between the platinum film 13 functioning as the lower electrode and the platinum film 18 functioning as the upper electrode, the crystalline PZT 15 that is a piezoelectric film is mechanically displaced.

このように、第５の実施の形態に係る圧電素子では、製造プロセスにおいて、結晶質ＰＺＴ１５を局部的な加熱により形成した。そのため、加熱処理が不要な他の部材まで加熱されないので、熱的なダメージや熱応力による寸法精度のずれ等が生じ難く、圧電素子の性能低下を回避できる。   Thus, in the piezoelectric element according to the fifth embodiment, the crystalline PZT 15 was formed by local heating in the manufacturing process. For this reason, since other members that do not require heat treatment are not heated, dimensional accuracy shift due to thermal damage or thermal stress is unlikely to occur, and performance degradation of the piezoelectric element can be avoided.

〈第６の実施の形態〉
第６の実施の形態では、第１〜第５の実施の形態の応用例として、圧電素子を用いた液滴吐出ヘッドの例を示す。 <Sixth embodiment>
In the sixth embodiment, as an application example of the first to fifth embodiments, an example of a droplet discharge head using a piezoelectric element is shown.

［液滴吐出ヘッド］
図６は、第６の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する断面図である。図６を参照するに、液滴吐出ヘッド１は、ノズル板２０と、圧力室基板３０と、振動板４０と、圧電素子５０とを有する。ノズル板２０には、インク滴を吐出するノズル２１が形成されている。 [Droplet ejection head]
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a droplet discharge head according to the sixth embodiment. Referring to FIG. 6, the droplet discharge head 1 includes a nozzle plate 20, a pressure chamber substrate 30, a vibration plate 40, and a piezoelectric element 50. The nozzle plate 20 is formed with nozzles 21 that eject ink droplets.

ノズル板２０は、例えばＮｉ電鋳等で形成できる。ノズル板２０、圧力室基板３０、及び振動板４０により、ノズル２１に連通する圧力室３１（インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある）が形成されている。振動板４０は、インク流路の壁面の一部を形成している。換言すれば、圧力室３１は、ノズル２１が連通してなり、圧力室基板３０（側面を構成）、ノズル板２０（下面を構成）、振動板４０（上面を構成）で区画されてなる。   The nozzle plate 20 can be formed by, for example, Ni electroforming. The nozzle plate 20, the pressure chamber substrate 30, and the vibration plate 40 may be referred to as a pressure chamber 31 (an ink channel, a pressurized liquid chamber, a pressurized chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, or the like) that communicates with the nozzle 21. ) Is formed. The diaphragm 40 forms part of the wall surface of the ink flow path. In other words, the pressure chamber 31 is formed by the nozzle 21 communicating with each other, and is divided by the pressure chamber substrate 30 (which constitutes the side surface), the nozzle plate 20 (which constitutes the lower surface), and the vibration plate 40 (which constitutes the upper surface).

圧力室３１は、例えば、エッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工することにより作製できる。この場合のエッチングとしては、異方性エッチングを用いると好適である。異方性エッチングとは結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。例えばＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、（１００）面に比べて（１１１）面は約１／４００程度のエッチング速度となる。その後、ノズル２１を有するノズル板２０を接合する。なお、図６において、液体供給手段、流路、流体抵抗等についての記述は省略している。   The pressure chamber 31 can be produced, for example, by processing a silicon single crystal substrate using etching. As the etching in this case, it is preferable to use anisotropic etching. Anisotropic etching utilizes the property that the etching rate differs with respect to the plane orientation of the crystal structure. For example, in anisotropic etching immersed in an alkaline solution such as KOH, the (111) plane has an etching rate of about 1/400 compared to the (100) plane. Thereafter, the nozzle plate 20 having the nozzles 21 is joined. In FIG. 6, descriptions of liquid supply means, flow paths, fluid resistance, and the like are omitted.

圧電素子５０は、密着層５１と、下部電極５２（下部電極膜）と、圧電膜５３と、上部電極５４（上部電極膜）とを含んで構成され、圧力室３１内のインクを加圧する機能を有する。密着層５１は、例えばＴｉ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ｔａ、Ｔａ２Ｏ５、Ｔａ３Ｎ５等からなる層であり、下部電極５２と振動板４０との密着性を向上する機能を有する。但し、密着層５１は、圧電素子５０の必須の構成要素ではない。 The piezoelectric element 50 includes an adhesion layer 51, a lower electrode 52 (lower electrode film), a piezoelectric film 53, and an upper electrode 54 (upper electrode film), and pressurizes ink in the pressure chamber 31. Have The adhesion layer 51 is a layer made of, for example, Ti, TiO 2 , TiN, Ta, Ta 2 O 5 , Ta 3 N 5, and the like, and has a function of improving the adhesion between the lower electrode 52 and the diaphragm 40. However, the adhesion layer 51 is not an essential component of the piezoelectric element 50.

圧電素子５０において、下部電極５２と上部電極５４との間に電圧が印加されると、圧電膜５３が機械的に変位する。圧電膜５３の機械的変位にともなって、振動板４０が例えば横方向（ｄ３１方向）に変形変位し、圧力室３１内のインクを加圧する。これにより、ノズル２１からインク滴を吐出させることができる。   In the piezoelectric element 50, when a voltage is applied between the lower electrode 52 and the upper electrode 54, the piezoelectric film 53 is mechanically displaced. Along with the mechanical displacement of the piezoelectric film 53, the vibration plate 40 is deformed and displaced, for example, in the lateral direction (d31 direction), and pressurizes the ink in the pressure chamber 31. Thereby, ink droplets can be ejected from the nozzle 21.

なお、図７に示すように、液滴吐出ヘッド１を複数個並設し、液滴吐出ヘッド２を構成することもできる。   As shown in FIG. 7, a plurality of droplet discharge heads 1 can be arranged in parallel to form the droplet discharge head 2.

圧電膜５３の材料としては、例えば、ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶質膜を用いることができる。ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶質膜としては、例えば、前述のＰＺＴ等の鉛を含有する複合酸化物膜を用いることができる。ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶質膜として、例えば、チタン酸バリウム等の非鉛複合酸化物膜を用いても構わない。この場合は、バリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することが可能である。 As a material of the piezoelectric film 53, for example, an ABO 3 type perovskite type crystalline film can be used. As the ABO 3 type perovskite type crystalline film, for example, a composite oxide film containing lead such as the aforementioned PZT can be used. As the ABO 3 type perovskite type crystalline film, for example, a lead-free composite oxide film such as barium titanate may be used. In this case, it is possible to prepare a barium titanate precursor solution by using barium alkoxide and a titanium alkoxide compound as starting materials and dissolving them in a common solvent.

これら材料は一般式ＡＢＯ３で記述され、Ａ＝Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ Ｂ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｂを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として（Ｐｂ１−ｘ、Ｂａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３、（Ｐｂ１−ｘ、Ｓｒ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３、と表され、これはＡサイトのＰｂを一部ＢａやＳｒで置換した場合である。このような置換は２価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。 These materials are described by the general formula ABO 3 and correspond to composite oxides containing A = Pb, Ba, Sr B = Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, and Nb as main components. As a specific description thereof, (Pb1-x, Ba) (Zr, Ti) O 3 , (Pb1-x, Sr) (Zr, Ti) O 3 are represented, and this is because part of Pb at the A site is Ba. This is the case where it is replaced with Sr. Such substitution is possible with a divalent element, and the effect thereof has an effect of reducing characteristic deterioration due to evaporation of lead during heat treatment.

下部電極５２の材料としては、高い耐熱性を有し、下記に示すアルカンチオールとの反応により、ＳＡＭ膜を形成する金属等を用いることができる。具体的には、低い反応性を有するルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）等の白金族の金属膜や、これら白金族金属を含む合金材料等の金属膜を用いることができる。   As a material of the lower electrode 52, a metal or the like that has high heat resistance and forms a SAM film by a reaction with alkanethiol described below can be used. Specifically, platinum group metal films such as ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), and platinum (Pt) having low reactivity, and these platinum A metal film such as an alloy material containing a group metal can be used.

又、これらの金属膜を作製した後に、導電性酸化物膜を積層して使用することも可能である。導電性酸化物としては、具体的には、化学式ＡＢＯ３で記述され、Ａ＝Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｌａ、 Ｂ＝Ｒｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、を主成分とする複合酸化物であるＳｒＲｕＯ３やＣａＲｕＯ３、これらの固溶体である（Ｓｒ１−ｘ Ｃａｘ）Ｏ３を挙げられる。他の例としては、ＬａＮｉＯ３やＳｒＣｏＯ３、更にはこれらの固溶体である（Ｌａ， Ｓｒ）（Ｎｉ１−ｙ Ｃｏｙ）Ｏ３ （ｙ＝１でも良い）を挙げられる。それ以外の酸化物材料として、ＩｒＯ２、ＲｕＯ２も挙げられる。 Further, after these metal films are produced, a conductive oxide film can be stacked and used. Specific examples of the conductive oxide include SrRuO 3 , which is described by the chemical formula ABO 3 , and is a composite oxide mainly composed of A = Sr, Ba, Ca, La, B = Ru, Co, Ni, and the like. Examples thereof include CaRuO 3 and (Sr1-xCax) O 3 which is a solid solution thereof. Other examples include LaNiO 3 and SrCoO 3 , and (La, Sr) (Ni 1-y Coy) O 3 (y = 1 may also be used). Other oxide materials include IrO 2 and RuO 2 .

下部電極５２は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着等の真空成膜法等の方法により作製することができる。下部電極５２は、圧電素子５０に信号入力する際の共通電極として電気的接続をするので、その下部にある振動板４０は絶縁体又は表面が絶縁処理された導体を用いることができる。   The lower electrode 52 can be produced, for example, by a method such as a sputtering method or a vacuum film formation method such as vacuum deposition. Since the lower electrode 52 is electrically connected as a common electrode when a signal is input to the piezoelectric element 50, the diaphragm 40 under the lower electrode 52 can use an insulator or a conductor whose surface is insulated.

振動板４０の具体的な材料としては、例えば、シリコンを用いることができる。又、振動板４０の表面を絶縁処理する具体的な材料としては、例えば、厚さ約数百ｎｍ〜数μｍ程度のシリコン酸化膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜又はこれらの膜を積層した膜等を用いることができる。又、熱膨張差を考慮し、酸化アルミニウム膜、ジルコニア膜等のセラミック膜を用いてもよい。振動板４０の表面を絶縁処理するシリコン系絶縁膜は、ＣＶＤ法やシリコンの熱酸化処理等により形成できる。又、振動板４０の表面を絶縁処理する酸化アルミニウム膜等の金属酸化膜は、スパッタリング法等により形成できる。   As a specific material of the diaphragm 40, for example, silicon can be used. In addition, as a specific material for insulating the surface of the vibration plate 40, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film having a thickness of about several hundred nm to several μm, or these films are laminated. A film or the like can be used. In consideration of the difference in thermal expansion, a ceramic film such as an aluminum oxide film or a zirconia film may be used. The silicon-based insulating film that insulates the surface of the diaphragm 40 can be formed by a CVD method, a thermal oxidation process of silicon, or the like. Further, a metal oxide film such as an aluminum oxide film for insulating the surface of the vibration plate 40 can be formed by a sputtering method or the like.

［薄膜製造装置］
次に、第６の実施の形態に係る薄膜製造装置の構造について説明する。図８は、第６の実施の形態に係る薄膜製造装置を例示する斜視図である。図８を参照するに、薄膜製造装置３において、架台６０上にはＹ軸駆動手段６１が設置されている。Ｙ軸駆動手段６１上には、基板５を搭載するステージ６２が、Ｙ軸方向に駆動可能なように設置されている。 [Thin film manufacturing equipment]
Next, the structure of the thin film manufacturing apparatus according to the sixth embodiment will be described. FIG. 8 is a perspective view illustrating a thin film manufacturing apparatus according to the sixth embodiment. Referring to FIG. 8, in the thin film manufacturing apparatus 3, Y-axis driving means 61 is installed on the gantry 60. On the Y-axis driving means 61, a stage 62 on which the substrate 5 is mounted is installed so as to be driven in the Y-axis direction.

なお、ステージ６２には通常、真空又は静電気等を利用した図示しない吸着手段が付随されており、これにより基板５を固定することができる。又、ステージ６２にＺ軸を中心に回転する図示しない駆動手段を搭載し、後述するインクジェットヘッド６７及びレーザ装置７１と、基板５との相対的な傾きを補正できる構成としても良い。   The stage 62 is usually accompanied by a suction means (not shown) using vacuum or static electricity, so that the substrate 5 can be fixed. Further, a driving means (not shown) that rotates around the Z axis may be mounted on the stage 62 so that the relative inclination between the inkjet head 67 and the laser device 71 (to be described later) and the substrate 5 can be corrected.

又、架台６０上には、Ｘ軸駆動手段６３を支持するためのＸ軸支持部材６４が設置されている。Ｘ軸駆動手段６３には、Ｚ軸駆動手段６５が設置され、Ｚ軸駆動手段６５上にはヘッドベース６６が取り付けられ、Ｘ軸及びＺ軸方向に移動できるようにされている。   An X-axis support member 64 for supporting the X-axis drive means 63 is installed on the gantry 60. The X-axis drive means 63 is provided with a Z-axis drive means 65, and a head base 66 is mounted on the Z-axis drive means 65 so as to be movable in the X-axis and Z-axis directions.

Ｚ軸駆動手段６５は、後述するインクジェットヘッド６７と基板５との距離を制御することができる。ヘッドベース６６の上には、機能性インク（例えば、ＰＺＴ前駆体溶液）を吐出させるインクジェットヘッド６７が搭載されている。インクジェットヘッド６７には、各インクタンク６８から図示しないインク供給用パイプを介して機能性インクが供給される。   The Z-axis drive unit 65 can control the distance between an inkjet head 67 and a substrate 5 described later. On the head base 66, an ink jet head 67 that discharges functional ink (for example, PZT precursor solution) is mounted. Functional ink is supplied to the inkjet head 67 from each ink tank 68 via an ink supply pipe (not shown).

Ｘ軸駆動手段６３には、他のＺ軸駆動手段６９が取り付けられ、Ｚ軸駆動手段６９にはレーザ支持部材７０が取り付けられている。レーザ支持部材７０には、光照射手段であるレーザを有するレーザ装置７１（光照射装置）が取り付けられている。光照射手段であるレーザは、一方の側に被加熱層が形成された光吸収層に対して、光吸収層の一方の側の反対側である他方の側から光を照射する機能を有する。なお、レーザ装置７１は、連続照射レーザ装置でもパルス照射レーザ装置でも構わない。Ｚ軸駆動手段６９は、レーザ装置７１と基板５との距離を制御することができる。   Another Z-axis drive unit 69 is attached to the X-axis drive unit 63, and a laser support member 70 is attached to the Z-axis drive unit 69. A laser device 71 (light irradiation device) having a laser as light irradiation means is attached to the laser support member 70. A laser which is a light irradiation unit has a function of irradiating light from the other side which is opposite to one side of the light absorption layer, to the light absorption layer having a heated layer formed on one side. The laser device 71 may be a continuous irradiation laser device or a pulse irradiation laser device. The Z-axis drive unit 69 can control the distance between the laser device 71 and the substrate 5.

なお、図８は、ステージ６２がＹ方向の１軸の自由度を有し、インクジェットヘッド６７及びレーザ装置７１がＸ方向の１軸の自由度を有する構成を示しているが、この形態には限定されない。例えば、ステージ６２がＸ及びＹ方向の２軸の自由度を有し、インクジェットヘッド６７及びレーザ装置７１を固定する構成であっても良い。又、ステージ６２がＹ方向の１軸の自由度を有し、インクジェットヘッド６７及びレーザ装置７１をＹ軸方向に一列に並べる構成であっても良い。   FIG. 8 shows a configuration in which the stage 62 has one axis of freedom in the Y direction and the inkjet head 67 and the laser device 71 have one axis of freedom in the X direction. It is not limited. For example, the stage 62 may have a degree of freedom of two axes in the X and Y directions, and the inkjet head 67 and the laser device 71 may be fixed. Further, the stage 62 may have a single axis freedom in the Y direction, and the inkjet head 67 and the laser device 71 may be arranged in a line in the Y axis direction.

又、基板５を固定し、インクジェットヘッド６７及びレーザ装置７１がＸ及びＹ方向の２軸の自由度を有する構成であっても良い。又、Ｘ軸及びＹ軸は、Ｘ軸及びＹ軸ベクトルにより、１平面を表現できれば直交する必要はなく、例えば、Ｘ軸ベクトルとＹ軸ベクトルは３０度、４５度、６０度の角度を有しても良い。   Alternatively, the substrate 5 may be fixed, and the inkjet head 67 and the laser device 71 may have a biaxial degree of freedom in the X and Y directions. The X axis and the Y axis need not be orthogonal as long as one plane can be expressed by the X axis and Y axis vectors. For example, the X axis vector and the Y axis vector have angles of 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees. You may do it.

薄膜製造装置３は、図示しない装置制御部を有し、インクジェットヘッド６７の機能性インクの吐出条件及びレーザ装置７１のレーザ照射条件を制御することができる。又、装置制御部は図示しない記録部を有し、機能性インクの結晶状態やレーザの最適な照射条件等を記録部に記録することができる。   The thin film manufacturing apparatus 3 includes an apparatus control unit (not shown) and can control the functional ink ejection conditions of the inkjet head 67 and the laser irradiation conditions of the laser apparatus 71. The apparatus control unit has a recording unit (not shown), and can record the crystalline state of the functional ink, the optimum irradiation condition of the laser, and the like on the recording unit.

［圧電膜の製造方法］
次に、第６の実施の形態に係る圧電膜の製造方法について説明する。 [Method of manufacturing piezoelectric film]
Next, a method for manufacturing a piezoelectric film according to the sixth embodiment will be described.

〔ＳＡＭ膜のパターニング〕
まず、図９に示すように、下部電極５２の表面に所定パターンのＳＡＭ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）膜５８を形成する。具体的には、図９（ａ）に示す工程では、例えば、下部電極５２を準備する。下部電極５２としては、例えば、白金膜を用いることができる。以下、下部電極５２が白金膜であるとして説明する。 [SAM film patterning]
First, as shown in FIG. 9, a SAM (Self Assembled Monolayer) film 58 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 52. Specifically, in the step shown in FIG. 9A, for example, the lower electrode 52 is prepared. As the lower electrode 52, for example, a platinum film can be used. In the following description, it is assumed that the lower electrode 52 is a platinum film.

次に、図９（ｂ）に示す工程では、下部電極５２をアルカンチオール等からなるＳＡＭ材料で浸漬処理する。これにより、下部電極５２の一方の側の表面には、ＳＡＭ材料が反応しＳＡＭ膜５８が付着し、下部電極５２の一方の側の表面を撥水化することができる。アルカンチオールは、分子鎖長により反応性や疎水（撥水）性が異なるが、通常、炭素数６〜１８の分子を、アルコール、アセトン又はトルエン等の有機溶媒に溶解させて作製する。通常、アルカンチオールの濃度は数モル／リットル程度である。所定時間後に下部電極５２を取り出し、余剰な分子を溶媒で置換洗浄し、乾燥する。   Next, in the step shown in FIG. 9B, the lower electrode 52 is immersed in a SAM material made of alkanethiol or the like. As a result, the SAM material reacts with the surface of one side of the lower electrode 52 and the SAM film 58 adheres, and the surface of the one side of the lower electrode 52 can be water repellent. Although alkanethiol has different reactivity and hydrophobicity (water repellency) depending on the molecular chain length, it is usually prepared by dissolving a molecule having 6 to 18 carbon atoms in an organic solvent such as alcohol, acetone or toluene. Usually, the concentration of alkanethiol is about several moles / liter. After a predetermined time, the lower electrode 52 is taken out, and excess molecules are replaced with a solvent and dried.

次に、図９（ｃ）に示す工程では、開口部５９ｘを有するマスク５９を介して、下部電極５２の他方の側（ＳＡＭ膜５８が付着していない側）から、下部電極５２に対して、例えば連続発振のレーザ光７１ｘ（例えば、波長：９８０ｎｍ付近）を照射する。   Next, in the step shown in FIG. 9C, from the other side of the lower electrode 52 (the side where the SAM film 58 is not attached) to the lower electrode 52 through the mask 59 having the opening 59x. For example, continuous wave laser light 71x (for example, wavelength: around 980 nm) is irradiated.

第１の実施の形態で説明したように、白金膜は波長９８０ｎｍ付近のレーザ光７１ｘの光エネルギーを殆ど吸収する。従って、開口部５９ｘ内の白金膜からなる下部電極５２に照射された波長９８０ｎｍ付近のレーザ光７１ｘの光エネルギーは、殆ど白金膜からなる下部電極５２に吸収され、開口部５９ｘ内の白金膜からなる下部電極５２が局部的に加熱される。   As described in the first embodiment, the platinum film almost absorbs the optical energy of the laser beam 71x having a wavelength of about 980 nm. Therefore, the light energy of the laser beam 71x near the wavelength of 980 nm irradiated to the lower electrode 52 made of the platinum film in the opening 59x is almost absorbed by the lower electrode 52 made of the platinum film, and from the platinum film in the opening 59x. The lower electrode 52 is heated locally.

下部電極５２に吸収されたレーザ光７１ｘの光エネルギーは熱に変わり、開口部５９ｘ内の下部電極５２の一方の側に形成されているＳＡＭ膜５８を加熱する。加熱された部分の（開口部５９ｘ内の）ＳＡＭ膜５８は消失する。これにより、図９（ｄ）に示すように、下部電極５２の一方の側の表面に所定パターンのＳＡＭ膜５８が形成される。   The light energy of the laser beam 71x absorbed by the lower electrode 52 changes to heat, and heats the SAM film 58 formed on one side of the lower electrode 52 in the opening 59x. The SAM film 58 in the heated part (in the opening 59x) disappears. As a result, a SAM film 58 having a predetermined pattern is formed on the surface of one side of the lower electrode 52 as shown in FIG.

なお、レーザ光７１ｘの照射は、下部電極５２の他方の側（ＳＡＭ膜５８が付着していない側）からレーザ光７１ｘの照射が可能なレーザ装置を用いて行うことができる。或いは、図８に示す薄膜製造装置３のステージ６２上に、一方の側の表面全体にＳＡＭ膜５８が付着した下部電極５２をＳＡＭ膜５８がステージ６２側を向くように搭載する。そして、下部電極５２の他方の側（ＳＡＭ膜５８が付着していない側）からレーザ装置７１でレーザ光７１ｘを照射してもよい。   Note that the irradiation with the laser light 71x can be performed using a laser device capable of irradiation with the laser light 71x from the other side of the lower electrode 52 (the side where the SAM film 58 is not attached). Alternatively, the lower electrode 52 having the SAM film 58 attached to the entire surface on one side is mounted on the stage 62 of the thin film manufacturing apparatus 3 shown in FIG. 8 so that the SAM film 58 faces the stage 62 side. Then, the laser device 71 may irradiate the laser beam 71x from the other side of the lower electrode 52 (the side where the SAM film 58 is not attached).

シリコン基板の一方の側に形成された下部電極５２上にＳＡＭ膜５８を形成した場合には、例えば、第２の実施の形態等で説明したシリコン基板等を透過する波長１４００ｎｍ付近のレーザ光７１ｘを、シリコン基板の他方の側から照射すればよい。   When the SAM film 58 is formed on the lower electrode 52 formed on one side of the silicon substrate, for example, the laser beam 71x near the wavelength of 1400 nm that transmits the silicon substrate described in the second embodiment or the like. May be irradiated from the other side of the silicon substrate.

図９（ｄ）に示す工程において、下部電極５２の表面のＳＡＭ膜５８が形成されている領域は、疎水性となる。一方、ＳＡＭ膜５８が除去されて下部電極５２の表面が露出している領域は、親水性となる。この表面エネルギーのコントラストを利用して、下記で詳述するＰＺＴ前駆体溶液の塗り分けが可能となる。なお、所定パターンのＳＡＭ膜５８は、レーザ光を用いない周知の方法（例えば、フォトリソグラフィ法やドライエッチング法等を組み合わせた方法）で形成することもできる。   In the step shown in FIG. 9D, the region where the SAM film 58 is formed on the surface of the lower electrode 52 becomes hydrophobic. On the other hand, the region where the surface of the lower electrode 52 is exposed after the SAM film 58 is removed becomes hydrophilic. By utilizing this surface energy contrast, it becomes possible to coat the PZT precursor solution described in detail below. The SAM film 58 having a predetermined pattern can also be formed by a known method that does not use laser light (for example, a method that combines a photolithography method, a dry etching method, or the like).

〔圧電膜の形成〕
次に、図１０に示すように、下部電極５２上に圧電膜５３を形成する。具体的には、図１０（ａ）に示す工程では、薄膜製造装置３のステージ６２上に、表面に所定パターンのＳＡＭ膜５８が形成された下部電極５２（図８の基板５に相当）を載置する。そして、周知のアライメント装置（ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等）等を用いて、下部電極５２の位置や傾き等をアライメントする。 [Formation of piezoelectric film]
Next, as shown in FIG. 10, a piezoelectric film 53 is formed on the lower electrode 52. Specifically, in the step shown in FIG. 10A, a lower electrode 52 (corresponding to the substrate 5 in FIG. 8) having a SAM film 58 with a predetermined pattern formed on the surface is provided on the stage 62 of the thin film manufacturing apparatus 3. Place. Then, the position, inclination, and the like of the lower electrode 52 are aligned using a known alignment device (CCD camera, CMOS camera, or the like).

そして、インクジェットヘッド６７をＸ軸に駆動させ、下部電極５２が載置されたステージ６２をＹ軸に駆動させて、ステージ６２上にインクジェットヘッド６７を配置する。そして、インクジェットヘッド６７から下部電極５２の表面のＳＡＭ膜５８が存在しない領域（親水性の領域）に機能性インク５３ａを吐出させる。この際、表面エネルギーのコントラストにより、機能性インク５３ａはＳＡＭ膜５８が存在しない領域（親水性の領域）のみに濡れ広がる。   Then, the inkjet head 67 is driven on the X axis, the stage 62 on which the lower electrode 52 is placed is driven on the Y axis, and the inkjet head 67 is disposed on the stage 62. Then, the functional ink 53 a is ejected from the inkjet head 67 to a region (hydrophilic region) where the SAM film 58 does not exist on the surface of the lower electrode 52. At this time, due to the contrast of the surface energy, the functional ink 53a wets and spreads only in a region (hydrophilic region) where the SAM film 58 does not exist.

このように、表面エネルギーのコントラストを利用して機能性インク５３ａをＳＡＭ膜５８が存在しない領域（親水性の領域）のみに形成する。これにより、塗布する溶液の使用量をスピンコート法等のプロセスよりも減らすことができると共に、工程を簡略化することが可能となる。なお、機能性インク５３ａとしては、例えば、前述のＰＺＴ前駆体溶液を用いることができる。機能性インク５３ａはアモルファス状態である。   As described above, the functional ink 53a is formed only in the region where the SAM film 58 does not exist (hydrophilic region) by utilizing the contrast of the surface energy. As a result, the amount of the solution to be applied can be reduced as compared with a process such as spin coating, and the process can be simplified. As the functional ink 53a, for example, the aforementioned PZT precursor solution can be used. The functional ink 53a is in an amorphous state.

次に、図１０（ｂ）に示す工程（乾燥工程）では、一方の側の表面に機能性インク５３ａ及びＳＡＭ膜５８が形成された下部電極５２をホットプレート（図示せず）上に載置し、例えば、１００〜３００℃程度に加熱する。これにより、溶媒が蒸発し、機能性インク５３ａは、熱分解された機能性インク５３ｂとなる。機能性インク５３ｂはアモルファス状態である。なお、熱分解された機能性インク５３ｂは固体であるから、例えば、機能性インク５３ｂが下側を向くように下部電極５２を配置しても、機能性インク５３ｂが変形等することはない。   Next, in the step (drying step) shown in FIG. 10B, the lower electrode 52 having the functional ink 53a and the SAM film 58 formed on the surface of one side is placed on a hot plate (not shown). For example, it heats to about 100-300 degreeC. Thereby, the solvent evaporates, and the functional ink 53a becomes the thermally decomposed functional ink 53b. The functional ink 53b is in an amorphous state. Since the thermally decomposed functional ink 53b is solid, for example, even if the lower electrode 52 is arranged so that the functional ink 53b faces downward, the functional ink 53b is not deformed.

次に、図１０（ｃ）に示す工程では、薄膜製造装置３のステージ６２上に、一方の側に機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成された下部電極５２（図８の基板５に相当）を、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８がステージ６２側を向くように載置する。そして、周知のアライメント装置（ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等）等を用いて、下部電極５２の位置や傾き等をアライメントする。   Next, in the step shown in FIG. 10C, the lower electrode 52 (corresponding to the substrate 5 in FIG. 8) in which the functional ink 53b and the SAM film 58 are formed on one side on the stage 62 of the thin film manufacturing apparatus 3. ) So that the functional ink 53b and the SAM film 58 face the stage 62 side. Then, the position, inclination, and the like of the lower electrode 52 are aligned using a known alignment device (CCD camera, CMOS camera, or the like).

そして、上側（下部電極５２のインク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成されていない他方の側）からレーザ装置７１でレーザ光７１ｘを照射する。なお、レーザ光７１ｘは、一方の側に機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成された下部電極５２を、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が上側を向くように配置し、所定のレーザ装置を用いて、下部電極５２の下側（他方の側）から照射してもよい。或いは、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成された下部電極５２を、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が水平に対して所定の角度（例えば、９０℃）を向くように配置し、所定のレーザ装置を用いて、下部電極５２の他方の側から照射してもよい。   The laser device 71 irradiates the laser beam 71x from the upper side (the other side where the ink 53b and the SAM film 58 of the lower electrode 52 are not formed). The laser beam 71x is arranged such that the lower electrode 52 having the functional ink 53b and the SAM film 58 formed on one side thereof is disposed so that the functional ink 53b and the SAM film 58 face upward, and a predetermined laser device is installed. It is also possible to irradiate from below (the other side) of the lower electrode 52. Alternatively, the lower electrode 52 on which the functional ink 53b and the SAM film 58 are formed is disposed so that the functional ink 53b and the SAM film 58 face a predetermined angle (for example, 90 ° C.) with respect to the horizontal. You may irradiate from the other side of the lower electrode 52 using a laser apparatus.

レーザ光７１ｘとしては、例えば、波長９８０ｎｍ付近の連続発振レーザを用いることができるが、パルス発振レーザを用いてもよい。レーザ光７１ｘのエネルギー密度は、例えば、１×１０２〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光７１ｘの照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。 As the laser beam 71x, for example, a continuous wave laser having a wavelength of about 980 nm can be used, but a pulsed laser may be used. The energy density of the laser beam 71x can be set to about 1 × 10 2 to 1 × 10 6 W / cm 2 , for example. The irradiation time of the laser beam 71x can be set to about 1 ms to 200 ms, for example.

第１の実施の形態で説明したように、白金膜は波長９８０ｎｍ付近のレーザ光７１ｘの光エネルギーを殆ど吸収する。従って、白金膜からなる下部電極５２に照射された波長９８０ｎｍ付近のレーザ光７１ｘの光エネルギーは、殆ど白金膜からなる下部電極５２に吸収され、白金膜からなる下部電極５２が局部的に加熱される。   As described in the first embodiment, the platinum film almost absorbs the optical energy of the laser beam 71x having a wavelength of about 980 nm. Therefore, the light energy of the laser beam 71x near the wavelength of 980 nm irradiated to the lower electrode 52 made of a platinum film is almost absorbed by the lower electrode 52 made of the platinum film, and the lower electrode 52 made of the platinum film is locally heated. The

下部電極５２に吸収されたレーザ光７１ｘの光エネルギーは熱に変わり、下部電極５２上に形成されている機能性インク５３ｂ（アモルファスＰＺＴ）は、下部電極５２側から局部的に加熱される。加熱された部分は膜質が変えられ（結晶化され）、結晶質ＰＺＴである機能性インク５３ｃとなる。   The light energy of the laser beam 71x absorbed by the lower electrode 52 is changed to heat, and the functional ink 53b (amorphous PZT) formed on the lower electrode 52 is locally heated from the lower electrode 52 side. The heated portion is changed in film quality (crystallized) to become a functional ink 53c which is crystalline PZT.

その後、ステージ６２を所定位置に移動させて、レーザ装置７１と照射対象物である下部電極５２との相対的位置を調整し、再度レーザ光７１ｘを照射し、機能性インク５３ｂ（アモルファスＰＺＴ）の全領域を結晶質ＰＺＴである機能性インク５３ｃとする。なお、図１０（ｃ）に示す工程において、ＳＡＭ膜５８は消失する。   Thereafter, the stage 62 is moved to a predetermined position to adjust the relative position between the laser device 71 and the lower electrode 52 as the irradiation target, and the laser beam 71x is irradiated again, so that the functional ink 53b (amorphous PZT) is irradiated. The entire region is defined as a functional ink 53c that is crystalline PZT. In the step shown in FIG. 10C, the SAM film 58 disappears.

シリコン基板の一方の側に形成された下部電極５２上に機能性インク５３ｂを形成した場合には、例えば、第２の実施の形態等で説明したシリコン基板等を透過する波長１４００ｎｍ付近のレーザ光７１ｘを、シリコン基板の他方の側から照射すればよい。   When the functional ink 53b is formed on the lower electrode 52 formed on one side of the silicon substrate, for example, laser light having a wavelength of about 1400 nm that transmits the silicon substrate described in the second embodiment or the like. 71x may be irradiated from the other side of the silicon substrate.

図１０（ｃ）に示す工程で結晶化した機能性インク５３ｃ（例えば、ＰＺＴ薄膜）の膜厚は、数１０ｎｍ程度である。この膜厚では不十分であるため、図１０（ｃ）に示す工程の後、更に図９（ｂ）〜図１０（ｃ）に示す工程を必要数繰り返す。これにより、結晶質ＰＺＴである機能性インク５３ｃが積層され、下部電極５２上に任意のパターンと厚さ（例えば、数μｍ程度）の結晶化した機能性インク膜、すなわち圧電膜５３が作製される。   The film thickness of the functional ink 53c (for example, PZT thin film) crystallized in the step shown in FIG. 10C is about several tens of nm. Since this film thickness is insufficient, after the step shown in FIG. 10C, the steps shown in FIG. 9B to FIG. 10C are repeated as many times as necessary. As a result, the functional ink 53c made of crystalline PZT is laminated, and a functional ink film crystallized with an arbitrary pattern and thickness (for example, about several μm) on the lower electrode 52, that is, the piezoelectric film 53 is manufactured. The

ここで、図１１を参照しながら、比較例として、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成された下部電極５２に、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８側からレーザ光を照射する例を示す。   Here, referring to FIG. 11, as a comparative example, an example in which the lower electrode 52 on which the functional ink 53 b and the SAM film 58 are formed is irradiated with laser light from the functional ink 53 b and SAM film 58 side is shown.

図１１（ａ）に示す工程では、図１０（ｂ）に示す機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成された下部電極５２に、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８側から、レーザ装置７１でレーザ光７１ｘを照射する。これにより、機能性インク５３ｂ（アモルファスＰＺＴ）は、結晶質ＰＺＴである機能性インク５３ｃとなる。   In the step shown in FIG. 11A, the laser device 71 applies laser to the lower electrode 52 on which the functional ink 53b and the SAM film 58 shown in FIG. 10B are formed from the functional ink 53b and the SAM film 58 side. Irradiate light 71x. Thereby, the functional ink 53b (amorphous PZT) becomes the functional ink 53c which is crystalline PZT.

次に、図１１（ｂ）に示す工程では、図１１（ａ）に示す工程後に図９（ｂ）〜図１０（ｂ）に示す工程を再度実行し、機能性インク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８側から、再度レーザ装置７１でレーザ光７１ｘを照射する。これにより、機能性インク５３ｂ（アモルファスＰＺＴ）は、結晶質ＰＺＴである機能性インク５３ｃとなる。この工程では、２層の機能性インク５３ｃが形成される。   Next, in the step shown in FIG. 11B, the steps shown in FIGS. 9B to 10B are performed again after the step shown in FIG. 11A, and the functional ink 53b and the SAM film 58 side. Then, the laser device 71 irradiates the laser beam 71x again. Thereby, the functional ink 53b (amorphous PZT) becomes the functional ink 53c which is crystalline PZT. In this step, two layers of functional ink 53c are formed.

ところで、図１１（ｂ）に示す工程では、機能性インク５３ｃが積層されて膜厚が厚くなるため、機能性インク５３ｃの光吸収率が変化する。光吸収率が変化すると同じパワーのレーザ光を照射しても、加熱される温度が異なる。従って、図１１（ａ）に示す工程と図１１（ｂ）に示す工程において、機能性インク５３ｃを一定温度に加熱するためには、機能性インク５３ｃに照射するレーザ光のパワーを機能性インク５３ｃが積層された回数に対応して設定しなければならない。すなわち、機能性インク５３ｃの膜厚に対応して、機能性インク５３ｃに照射するレーザ光のパワーを設定しなければならない。   By the way, in the process shown in FIG. 11B, the functional ink 53c is laminated and the film thickness is increased, so that the light absorption rate of the functional ink 53c changes. Even if the laser beam with the same power is irradiated as the light absorption rate changes, the heating temperature differs. Therefore, in the process shown in FIG. 11A and the process shown in FIG. 11B, in order to heat the functional ink 53c to a constant temperature, the power of the laser light applied to the functional ink 53c is changed to the functional ink. It must be set according to the number of times 53c is stacked. That is, the power of the laser beam irradiated to the functional ink 53c must be set corresponding to the film thickness of the functional ink 53c.

レーザ光のパワーは、例えば、膜厚と光吸収率との関係を予め測定し、それに基づいて設定できる。しかしながら、機能性インク５３ｃに照射するレーザ光のパワーを機能性インク５３ｃが積層された回数に対応して設定すると、極めて煩雑な製造工程となる。又、その結果として、圧電素子や液滴吐出ヘッドの製造コストの上昇にもつながり好ましくない。   The power of the laser beam can be set based on, for example, measuring the relationship between the film thickness and the light absorption rate in advance. However, if the power of the laser beam applied to the functional ink 53c is set corresponding to the number of times the functional ink 53c is stacked, the manufacturing process becomes extremely complicated. As a result, the manufacturing cost of the piezoelectric element and the droplet discharge head is increased, which is not preferable.

一方、本実施の形態では、下部電極５２のインク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成されていない側）からレーザ光を照射して、機能性インク５３ｂ（アモルファスＰＺＴ）を結晶化する。このような場合には、第２の実施の形態でも説明したように、レーザ光が光吸収層である下部電極５２を加熱し、光吸収層の熱がアモルファス膜である機能性インク５３ｂに伝わって機能性インク５３ｂが加熱されて結晶化される。   On the other hand, in the present embodiment, the functional ink 53b (amorphous PZT) is crystallized by irradiating laser light from the side of the lower electrode 52 where the ink 53b and the SAM film 58 are not formed. In such a case, as described in the second embodiment, the laser light heats the lower electrode 52 that is a light absorption layer, and the heat of the light absorption layer is transmitted to the functional ink 53b that is an amorphous film. The functional ink 53b is heated and crystallized.

この際、レーザ光は殆ど光吸収層である下部電極５２に吸収され、光吸収層を透過してアモルファス膜である機能性インク５３ｂに達するレーザ光は殆どない。そのため、結晶質膜とアモルファス膜が複数積層されて総厚が変わっても光吸収率の変化の影響を考慮する必要がない。   At this time, the laser light is almost absorbed by the lower electrode 52 that is a light absorption layer, and there is almost no laser light that passes through the light absorption layer and reaches the functional ink 53b that is an amorphous film. Therefore, even if a plurality of crystalline films and amorphous films are stacked and the total thickness changes, it is not necessary to consider the influence of the change in the light absorption rate.

つまり、本実施の形態のように、光吸収層の他方の側から光吸収層にレーザ光を照射すると、光吸収層の一方の側に形成される膜の厚さに関係なく、一定パワーのレーザ光を照射してアモルファス膜を結晶化することができる。すなわち、本実施の形態に係る加熱方法では、光吸収層の一方の側に形成される膜の厚さを考慮することなく照射するレーザ光のパワーを容易に制御できる。その結果、結晶性が均一な結晶質膜を形成できる。   That is, as in this embodiment, when the light absorption layer is irradiated with laser light from the other side of the light absorption layer, a constant power is obtained regardless of the thickness of the film formed on one side of the light absorption layer. The amorphous film can be crystallized by irradiation with laser light. That is, in the heating method according to this embodiment, the power of the laser beam to be irradiated can be easily controlled without considering the thickness of the film formed on one side of the light absorption layer. As a result, a crystalline film with uniform crystallinity can be formed.

又、図１１（ｃ）は、機能性インク５３ｂ上に異物５００が付着している例を示している。機能性インク５３ｂ上に異物５００が付着している場合、異物５００付近では、光吸収率が変化するため、機能性インク５３ｂが均一に加熱されない。その結果、結晶性が均一な結晶質膜が形成できず、圧電素子の歩留まりが低下する。   FIG. 11C shows an example in which a foreign object 500 is attached on the functional ink 53b. When the foreign matter 500 adheres on the functional ink 53b, the light absorption rate changes near the foreign matter 500, so that the functional ink 53b is not heated uniformly. As a result, a crystalline film with uniform crystallinity cannot be formed, and the yield of piezoelectric elements is reduced.

一方、本実施の形態では、下部電極５２のインク５３ｂ及びＳＡＭ膜５８が形成されていない側）からレーザ光を照射して、機能性インク５３ｂ（アモルファスＰＺＴ）を結晶化する。つまり、光吸収層からの熱の拡散により被加熱層が加熱されるので、光吸収率の変化を考慮する必要はなく、異物が付着していても問題とはならない。   On the other hand, in the present embodiment, the functional ink 53b (amorphous PZT) is crystallized by irradiating laser light from the side of the lower electrode 52 where the ink 53b and the SAM film 58 are not formed. That is, since the layer to be heated is heated by the diffusion of heat from the light absorption layer, it is not necessary to consider the change in the light absorption rate, and it is not a problem even if foreign matter adheres.

なお、光吸収層のレーザ光照射側に異物が付着していても問題とはならない。光吸収層のレーザ光照射側に異物が付着していても、光吸収層からの被加熱層への熱の拡散は妨げられないからである。   In addition, it does not matter even if foreign matter is attached to the laser light irradiation side of the light absorption layer. This is because diffusion of heat from the light absorbing layer to the heated layer is not hindered even if foreign matter adheres to the laser light irradiation side of the light absorbing layer.

このように、第６の実施の形態によれば、第１〜第５の実施の形態に係る加熱方法を用いて圧電素子を作製することにより、結晶性が均一な圧電膜を有する液滴吐出ヘッドを実現できるため、安定したインク滴吐出特性が得られる。   As described above, according to the sixth embodiment, a droplet is ejected having a piezoelectric film having uniform crystallinity by producing a piezoelectric element using the heating method according to the first to fifth embodiments. Since the head can be realized, stable ink droplet ejection characteristics can be obtained.

〈第７の実施の形態〉
第７の実施の形態では、薄膜製造装置３で製造した液滴吐出ヘッド２（図７参照）を備えた液滴吐出装置の一例としてインクジェット記録装置を例示する。図１２は、インクジェット記録装置を例示する斜視図である。図１３は、インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。 <Seventh embodiment>
In the seventh embodiment, an ink jet recording apparatus is illustrated as an example of a droplet discharge apparatus including a droplet discharge head 2 (see FIG. 7) manufactured by the thin film manufacturing apparatus 3. FIG. 12 is a perspective view illustrating an ink jet recording apparatus. FIG. 13 is a side view illustrating the mechanism unit of the inkjet recording apparatus.

図１２及び図１３を参照するに、インクジェット記録装置４は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ９３、キャリッジ９３に搭載した液滴吐出ヘッド２の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド９４を収納する。又、インクジェット記録装置４は、インクジェット記録ヘッド９４へインクを供給するインクカートリッジ９５等で構成される印字機構部８２等を収納する。   Referring to FIGS. 12 and 13, the ink jet recording apparatus 4 is an ink jet which is an embodiment of a droplet discharge head 2 mounted on a carriage 93 movable in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 81. The recording head 94 is accommodated. Further, the ink jet recording apparatus 4 houses a printing mechanism portion 82 and the like that are configured by an ink cartridge 95 that supplies ink to the ink jet recording head 94.

記録装置本体８１の下方部には、多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット８４（或いは給紙トレイでもよい）を抜き差し自在に装着することができる。又、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができる。給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に排紙する。   A paper feed cassette 84 (or a paper feed tray) on which a large number of sheets 83 can be stacked can be detachably attached to the lower portion of the recording apparatus main body 81. Further, the manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be turned over. The paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, the paper is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持する。キャリッジ９３には、インクジェット記録ヘッド９４を、複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、インクジェット記録ヘッド９４は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する。又、キャリッジ９３は、インクジェット記録ヘッド９４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９５を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds the carriage 93 slidably in the main scanning direction with a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). An ink jet recording head 94 is mounted on the carriage 93 such that a plurality of ink discharge ports (nozzles) are arranged in a direction intersecting the main scanning direction and the ink droplet discharge direction is directed downward. The inkjet recording head 94 ejects ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). Further, the carriage 93 is mounted with replaceable ink cartridges 95 for supplying ink of each color to the ink jet recording head 94.

インクカートリッジ９５は、上方に大気と連通する図示しない大気口、下方にはインクジェット記録ヘッド９４へインクを供給する図示しない供給口を、内部にはインクが充填された図示しない多孔質体を有している。多孔質体の毛管力によりインクジェット記録ヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。又、インクジェット記録ヘッド９４としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドを用いてもよい。   The ink cartridge 95 has an air port (not shown) that communicates with the atmosphere above, an air port (not shown) that supplies ink to the ink jet recording head 94 below, and a porous body (not shown) filled with ink inside. ing. The ink supplied to the inkjet recording head 94 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, although the respective color heads are used here as the ink jet recording head 94, one head having nozzles for ejecting ink droplets of each color may be used.

キャリッジ９３は、用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。タイミングベルト１００は、キャリッジ９３に固定されている。   The carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the downstream side in the paper conveyance direction, and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the upstream side in the paper conveyance direction. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by the main scanning motor 97, so that the main scanning motor 97 is forward / reverse. The carriage 93 is reciprocated by the rotation. The timing belt 100 is fixed to the carriage 93.

又、インクジェット記録装置４には、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１、フリクションパッド１０２、用紙８３を案内するガイド部材１０３、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４を設けている。更に、インクジェット記録装置４には、搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５、搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６を設けている。これにより、給紙カセット８４にセットした用紙８３を、インクジェット記録ヘッド９４の下方側に搬送される。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。   Further, the inkjet recording apparatus 4 conveys the fed sheet 83 by reversing the sheet feeding roller 101 for separating and feeding the sheet 83 from the sheet feeding cassette 84, the friction pad 102, the guide member 103 for guiding the sheet 83, and the like. A conveying roller 104 is provided. Further, the inkjet recording apparatus 4 is provided with a conveyance roller 105 that is pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 104 and a leading end roller 106 that defines the feeding angle of the paper 83 from the conveyance roller 104. As a result, the paper 83 set in the paper feed cassette 84 is conveyed to the lower side of the ink jet recording head 94. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

用紙ガイド部材である印写受け部材１０９は、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３をインクジェット記録ヘッド９４の下方側で案内する。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設けている。更に、用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。   The printing receiving member 109 which is a paper guide member guides the paper 83 sent out from the conveying roller 104 corresponding to the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction on the lower side of the ink jet recording head 94. On the downstream side of the printing receiving member 109 in the sheet conveyance direction, a conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send out the sheet 83 in the sheet discharge direction are provided. Further, a paper discharge roller 113 and a spur 114 for sending the paper 83 to the paper discharge tray 86, and guide members 115 and 116 for forming a paper discharge path are provided.

画像記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じてインクジェット記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。   During image recording, the inkjet recording head 94 is driven in accordance with the image signal while moving the carriage 93, thereby ejecting ink onto the stopped paper 83 to record one line and transporting the paper 83 by a predetermined amount. After that, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing end of the paper 83 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェット記録ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を有する。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有する。キャリッジ９３は、印字待機中に回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でインクジェット記録ヘッド９４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。又、記録途中等に、記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   A recovery device 117 for recovering defective ejection of the inkjet recording head 94 is provided at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby, and the ink jet recording head 94 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant, and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェット記録ヘッド９４の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。又、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。更に、吸引されたインクは、本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When ejection failure occurs, the ejection port of the ink jet recording head 94 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the ejection port with the suction unit through the tube. Also, ink or dust adhering to the ejection port surface is removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

このように、インクジェット記録装置４は、薄膜製造装置３で製造した液滴吐出ヘッド２の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド９４を搭載している。そのため、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上できる。   As described above, the ink jet recording apparatus 4 includes the ink jet recording head 94 which is an embodiment of the droplet discharge head 2 manufactured by the thin film manufacturing apparatus 3. Therefore, there is no ink droplet ejection failure due to vibration plate driving failure, stable ink droplet ejection characteristics can be obtained, and image quality can be improved.

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiment has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and replacements are made to the above-described embodiment without departing from the scope described in the claims. Can be added.

例えば、本実施の形態に係る圧電素子は、前述のように、インクジェット記録装置等において使用する液滴吐出ヘッドの構成部品として用いることができるが、これには限定されない。本実施の形態に係る圧電素子を、例えば、マイクロポンプ、超音波モータ、加速度センサ、プロジェクター用２軸スキャナ、輸液ポンプ等の構成部品として用いてもよい。   For example, as described above, the piezoelectric element according to the present embodiment can be used as a component of a droplet discharge head used in an inkjet recording apparatus or the like, but is not limited thereto. The piezoelectric element according to the present embodiment may be used as a component such as a micro pump, an ultrasonic motor, an acceleration sensor, a two-axis scanner for a projector, an infusion pump, or the like.

又、光吸収層に照射する光はレーザ光には限定されず、光吸収層を加熱できる光（光吸収層に吸収される光）であれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、フラッシュランプ等を用いることができる。   Further, the light applied to the light absorption layer is not limited to laser light, and any light may be used as long as it can heat the light absorption layer (light absorbed by the light absorption layer). For example, a flash lamp or the like can be used.

１、２ 液滴吐出ヘッド
３ 薄膜製造装置
４ インクジェット記録装置
５ 基板
１０ シリコン基板
１１ シリコン酸化膜
１２ チタン膜
１３、１８ 白金膜
１４ アモルファスＰＺＴ膜
１５、１５１、１５２ 結晶質ＰＺＴ
１６ 酸化チタン膜
１７ ＳｒＲｕＯ３膜
２０ ノズル板
２１ ノズル
３０ 圧力室基板
３１ 圧力室
４０ 振動板
５０ 圧電素子
５１ 密着層
５２ 下部電極
５３ 圧電膜
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ 機能性インク
５４ 上部電極
５８ ＳＡＭ膜
５９ マスク
５９ｘ 開口部
６０ 架台
６１ Ｙ軸駆動手段
６２ ステージ
６３ Ｘ軸駆動手段
６４ Ｘ軸支持部材
６５、６９ Ｚ軸駆動手段
６６ ヘッドベース
６７ インクジェットヘッド
６８ インクタンク
７０ レーザ支持部材
７１ レーザ装置
７１ｘ レーザ光
８１ 記録装置本体
８２ 印字機構部
８３ 用紙
８４ 給紙カセット（或いは給紙トレイ）
８５ 手差しトレイ
８６ 排紙トレイ
９１ 主ガイドロッド
９２ 従ガイドロッド
９３ キャリッジ
９４ インクジェット記録ヘッド
９５ インクカートリッジ
９７ 主走査モータ
９８ 駆動プーリ
９９ 従動プーリ
１００ タイミングベルト
１０１ 給紙ローラ
１０２ フリクションパッド
１０３ ガイド部材
１０４ 搬送ローラ
１０５ 搬送コロ
１０６ 先端コロ
１０７ 副走査モータ
１０９ 印写受け部材
１１１ 搬送コロ
１１２ 拍車
１１３ 排紙ローラ
１１４ 拍車
１１５、１１６ ガイド部材
１１７ 回復装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Droplet discharge head 3 Thin film manufacturing apparatus 4 Inkjet recording apparatus 5 Substrate 10 Silicon substrate 11 Silicon oxide film 12 Titanium film 13, 18 Platinum film 14 Amorphous PZT film 15, 15 1 , 15 2 Crystalline PZT
16 Titanium oxide film 17 SrRuO 3 film 20 Nozzle plate 21 Nozzle 30 Pressure chamber substrate 31 Pressure chamber 40 Vibration plate 50 Piezoelectric element 51 Adhesion layer 52 Lower electrode 53 Piezoelectric film 53a, 53b, 53c Functional ink 54 Upper electrode 58 SAM film 59 Mask 59x Opening 60 Stand 61 Y-axis drive means 62 Stage 63 X-axis drive means 64 X-axis support members 65, 69 Z-axis drive means 66 Head base 67 Inkjet head 68 Ink tank 70 Laser support member 71 Laser device 71x Laser light 81 Recording device body 82 Printing mechanism 83 Paper 84 Paper feed cassette (or paper feed tray)
85 Manual feed tray 86 Paper discharge tray 91 Main guide rod 92 Subordinate guide rod 93 Carriage 94 Inkjet recording head 95 Ink cartridge 97 Main scanning motor 98 Drive pulley 99 Driven pulley 100 Timing belt 101 Paper feed roller 102 Friction pad 103 Guide member 104 Transport roller 105 Conveying roller 106 Leading end roller 107 Sub-scanning motor 109 Printing receiving member 111 Conveying roller 112 Spur 113 Paper discharge roller 114 Spur 115, 116 Guide member 117 Recovery device

"Highly textured laser annealed Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 thin films"， Applied Physics Letter，99，042903(2011)"Highly textured laser annealed Pb (Zr0.52Ti0.48) O3 thin films", Applied Physics Letter, 99, 042903 (2011) "Ferroelectric properties of Lead Zirconate Titanate thin film on glass substrate crystallized by continuous-wave green laser annealing", Japanese Journal of Applied Physics, 49, 04DH14(2010)"Ferroelectric properties of Lead Zirconate Titanate thin film on glass substrate crystallized by continuous-wave green laser annealing", Japanese Journal of Applied Physics, 49, 04DH14 (2010)

Claims (18)

光吸収層の一方の側に被加熱層を形成する工程と、
前記光吸収層の一方の側の反対側である他方の側から前記光吸収層に光を照射して前記光吸収層を加熱する工程と、を有する加熱方法。 Forming a heated layer on one side of the light absorbing layer;
Irradiating light to the light absorption layer from the other side opposite to the one side of the light absorption layer to heat the light absorption layer. 前記加熱する工程では、前記光吸収層の熱を前記被加熱層に伝えて前記被加熱層の膜質を変える請求項１記載の加熱方法。   The heating method according to claim 1, wherein in the heating step, heat of the light absorption layer is transmitted to the heated layer to change a film quality of the heated layer. 前記光吸収層の他方の側には支持基板が形成されており、
前記加熱する工程では、前記支持基板を透過する光を前記光吸収層に照射する請求項１又は２記載の加熱方法。 A support substrate is formed on the other side of the light absorption layer,
The heating method according to claim 1, wherein, in the heating step, the light absorption layer is irradiated with light transmitted through the support substrate. 前記加熱する工程では、前記光吸収層に照射する光と前記光吸収層とを相対的に移動させながら前記被加熱層の膜質を変える請求項１乃至３の何れか一項記載の加熱方法。   4. The heating method according to claim 1, wherein in the heating step, the film quality of the heated layer is changed while relatively moving the light applied to the light absorption layer and the light absorption layer. 5. 膜質を変えられた領域を含む前記被加熱層上に、他の被加熱層を積層する工程と、
前記光吸収層の他方の側から前記光吸収層に光を照射して前記光吸収層を加熱し、前記光吸収層の熱を前記被加熱層及び前記他の被加熱層に伝えて前記他の被加熱層の膜質を変える工程と、を有する請求項１乃至４の何れか一項記載の加熱方法。 Laminating another layer to be heated on the layer to be heated including the region where the film quality is changed;
The light absorption layer is irradiated with light from the other side of the light absorption layer to heat the light absorption layer, and the heat of the light absorption layer is transmitted to the heated layer and the other heated layer to transmit the other And a step of changing the film quality of the layer to be heated. 前記加熱する工程では、非晶質の被加熱層を結晶質に変える請求項１乃至５の何れか一項記載の加熱方法。   The heating method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the heating step, the amorphous heated layer is changed to crystalline. 前記加熱する工程では、結晶質である被加熱層において、結晶粒を増大させる請求項１乃至５の何れか一項記載の加熱方法。   The heating method according to claim 1, wherein, in the heating step, crystal grains are increased in a heated layer that is crystalline. 前記被加熱層を形成する工程では、前記光吸収層の一方の側に接して前記被加熱層を形成する請求項１乃至７の何れか一項記載の加熱方法。   The heating method according to claim 1, wherein in the step of forming the heated layer, the heated layer is formed in contact with one side of the light absorption layer. 前記被加熱層を形成する工程では、前記光吸収層の一方の側に他の層を介して前記被加熱層を形成する請求項１乃至７の何れか一項記載の加熱方法。   The heating method according to any one of claims 1 to 7, wherein in the step of forming the heated layer, the heated layer is formed on one side of the light absorption layer via another layer. 前記光吸収層は、融点が１０００℃以上の耐熱性の膜であり、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｕの何れかの金属を含む金属膜、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜である請求項１乃至９の何れか一項記載の加熱方法。   The light absorption layer is a heat-resistant film having a melting point of 1000 ° C. or more, and includes a metal including any one of Pt, Ir, Pd, Rh, W, Fe, Ni, Ta, Cr, Zr, Ti, and Au. 10. The film according to claim 1, which is a film, a metal alloy film containing an alloy of any one of the metals, or a laminated film obtained by arbitrarily laminating the metal film or the metal alloy film. Heating method. 支持基板の一方の側に形成された光吸収層である下部電極膜上に複合酸化物膜を形成する工程と、
前記支持基板の一方の側の反対側である他方の側から前記支持基板を透過する光を前記下部電極膜に照射して前記下部電極膜を加熱する工程と、を有する圧電膜の製造方法。 Forming a composite oxide film on the lower electrode film, which is a light absorption layer formed on one side of the support substrate;
Irradiating the lower electrode film with light transmitted through the support substrate from the other side opposite to the one side of the support substrate to heat the lower electrode film. 前記加熱する工程では、前記下部電極膜の熱を前記複合酸化物膜に伝えて前記複合酸化物膜の結晶性を変える請求項１１記載の圧電膜の製造方法。   12. The method of manufacturing a piezoelectric film according to claim 11, wherein in the heating step, heat of the lower electrode film is transferred to the complex oxide film to change crystallinity of the complex oxide film. 前記複合酸化物膜は鉛を含有する請求項１２記載の圧電膜の製造方法。   The method of manufacturing a piezoelectric film according to claim 12, wherein the complex oxide film contains lead. 前記複合酸化物膜は非鉛複合酸化物膜である請求項１２記載の圧電膜の製造方法。   The method of manufacturing a piezoelectric film according to claim 12, wherein the complex oxide film is a lead-free complex oxide film. 前記加熱する工程では、非晶質の複合酸化物膜を、ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶質膜に変える請求項１２乃至１４の何れか一項記載の圧電膜の製造方法。 15. The method of manufacturing a piezoelectric film according to claim 12, wherein in the heating step, the amorphous composite oxide film is changed to an ABO 3 type perovskite type crystalline film. 前記加熱する工程では、ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶質膜である複合酸化物膜において、結晶粒を増大させる請求項１２乃至１４の何れか一項記載の圧電膜の製造方法。 The method for manufacturing a piezoelectric film according to claim 12, wherein, in the heating step, crystal grains are increased in a composite oxide film that is an ABO 3 type perovskite crystalline film. 請求項１２乃至１６の何れか一項記載の圧電膜の製造方法における前記加熱する工程の後に、前記複合酸化物膜上に上部電極膜を形成する工程を有する圧電素子の製造方法。   The method for manufacturing a piezoelectric element, comprising a step of forming an upper electrode film on the composite oxide film after the heating step in the method for manufacturing a piezoelectric film according to any one of claims 12 to 16. 光吸収層に光を照射する光照射手段を有する光照射装置であって、
前記光照射手段は、一方の側に被加熱層が形成された前記光吸収層に対して、前記光吸収層の一方の側の反対側である他方の側から光を照射することを特徴とする光照射装置。 A light irradiation device having a light irradiation means for irradiating light to the light absorption layer,
The light irradiation means irradiates light from the other side, which is the opposite side of the one side of the light absorption layer, to the light absorption layer having a heated layer formed on one side. A light irradiation device.
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